KR20190015671A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 상기 액정 표시 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 제1 전계 생성 전극, 상기 제1 전계 생성 전극 상에 배치되고 액정을 포함하는 액정층, 및 상기 제1 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 입사광 파장의 일부를 흡수하는 제1 파장 흡수층을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 점차 커지고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display, OLED) 등과 같은 다양한 표시 장치가 개발되고 있다.
그 중 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극과 액정층을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정을 재배열하고, 이를 통해 각 화소 별로 액정층을 투과하는 광의 양을 제어함으로써 영상 표시를 구현할 수 있다.
각 화소가 하나의 기본색을 고유하게 표현하도록 하기 위한 한가지 방법으로, 백라이트 유닛으로부터 시청자에 이르는 광 경로 상에 각 화소마다 색 변환 패턴, 예컨대 컬러 필터를 배치하는 방법을 예시할 수 있다.
컬러 필터는 입사광의 일부 파장 대역을 흡수하고, 일부 파장 대역의 광만을 선택적으로 투과시킴으로써 기본색을 구현할 수 있다. 이 경우 컬러 필터를 투과한 광의 파장 스펙트럼이 각 기본색의 피크 파장에 가까울수록 보다 정확한 색 구현이 가능하다. 그러나 컬러 필터를 투과한 후의 광의 파장 스펙트럼을 좁게 형성하는 것은 한계가 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 색 재현성이 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 색 재현성이 향상된 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 제1 전계 생성 전극, 상기 제1 전계 생성 전극 상에 배치되고 액정을 포함하는 액정층, 및 상기 제1 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 입사광 파장의 일부를 흡수하는 제1 파장 흡수층을 포함한다.
상기 제1 파장 흡수층은 상기 액정층 및 상기 제1 전계 생성 전극과 맞닿아 접하고, 상기 제1 파장 흡수층은 상기 액정의 초기 배향을 유도하는 액정 배향성 파장 흡수층일 수 있다.
상기 제1 파장 흡수층은, 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되, 발색단을 갖는 제1 화합물, 또는 상기 제1 화합물의 중합체를 포함할 수 있다.
또, 상기 친수성기는 포르피라진계 발색단을 포함하고, 상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 580nm 내지 600nm 범위 또는 490nm 내지 510nm 범위 내일 수 있다.
또한, 상기 포르피라진계 발색단은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00001
단, 상기 화학식 2에서, R21 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이다.
또, 상기 코어 구조는 퀴니자린계 발색단 또는 아조-나프톨계 발색단을 포함하고, 상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 580nm 내지 600nm 범위 또는 475nm 내지 490nm 범위 내일 수 있다.
또한, 상기 퀴니자린계 발색단은 하기 화학식 3으로 표현되고, 상기 아조-나프톨계 발색단은 하기 화학식 4로 표현될 수 있다.
<화학식 3>
Figure pat00002
<화학식 4>
Figure pat00003
단, 상기 화학식 3에서, R31은 메틸 또는 에틸이고, R32 및 R33은 각각 독립적으로 페닐이며, n1은 0 내지 5의 정수이고, n2는 0 내지 3의 정수이며, n3는 0 내지 2의 정수이고, 상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서, SP1 및 SP2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 C1-12의 알킬렌기이다.
상기 제1 파장 흡수층은, 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물, 상기 제2 화합물의 중합체, 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물, 또는 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물의 중합체를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물은 각각 그 친수성기가 상기 제1 전계 생성 전극 측을 향하도록 정렬되고, 상기 제1 파장 흡수층에 의해 상기 액정의 수직 배향이 유도될 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 액정층 상에 배치된 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제1 전계 생성 전극과 함께 전계를 형성하는 제2 전계 생성 전극, 및 상기 제2 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전계 생성 전극 및 상기 액정층과 맞닿아 접하며, 상기 제1 파장 흡수층과 동일한 파장을 흡수하는 제2 파장 흡수층을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 액정층 상에 배치된 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제1 전계 생성 전극과 함께 전계를 형성하는 제2 전계 생성 전극, 및 상기 제2 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전계 생성 전극 및 상기 액정층과 맞닿아 접하며, 폴리이미드 고분자를 포함하는 액정 배향층을 더 포함하되, 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판과 대면하는 일면이 오목하도록 휘어질 수 있다.
또, 상기 제1 파장 흡수층 표면의 거칠기는 상기 액정 배향층 표면의 거칠기보다 작을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 광을 제공하도록 구성된 백라이트 유닛을 더 포함하되, 상기 백라이트 유닛으로부터 제공되어 상기 제1 파장 흡수층으로 입사되는 광은, 430nm 내지 480nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광, 530nm 내지 570nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광, 및 610nm 내지 650nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다.
또, 상기 제1 베이스 기판과 상기 제1 전계 생성 전극 사이에 배치된 색 변환 패턴층을 더 포함하되, 상기 색 변환 패턴층의 투과 파장 대역과, 상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 중첩할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 제1 전계 생성 전극을 포함하는 제1 기판을 준비하는 단계, 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 제2 전계 생성 전극을 포함하는 제2 기판을 준비하는 단계, 및 액정, 및 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되 발색단을 갖는 제1 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 액정 조성물은, 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물, 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물, 또는 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물을 더 포함할 수 있다.
또, 상기 액정 조성물을 제공하는 단계는, 상기 액정 조성물이 상기 제1 전계 생성 전극 및 상기 제2 전계 생성 전극과 접촉하도록 액정 조성물을 제공하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제2 기판의 상기 제1 기판과 대면하는 일면이 오목하도록 상기 제2 기판을 벤딩하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 기판은 상기 제2 전계 생성 전극 상에 배치되고 폴리이미드 고분자를 포함하는 고분자층을 더 포함하고, 상기 액정 조성물을 제공하는 단계는, 상기 액정 조성물이 상기 제1 전계 생성 전극 및 상기 고분자층과 접촉하도록 액정 조성물을 제공하는 단계일 수 있다.
상기 액정 조성물을 제공하여 액정층을 형성하는 단계는, 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물의 적어도 일부가 상기 제1 전계 생성 전극 표면에서 정렬되어 제1 정렬층을 형성하는 단계, 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물의 적어도 일부가 상기 제2 전계 생성 전극 표면에서 정렬되어 제2 정렬층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 정렬층 및 상기 제2 정렬층에 의해 수직 배향된 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또, 상기 액정층에 전계를 형성하는 단계, 및 상기 전계가 형성된 상태에서 광을 조사하여, 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제4 화합물의 적어도 일부를 중합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 입사광 파장의 일부를 흡수하는 파장 흡수층을 포함함으로써 투과광이 각 고유색의 피크 파장에 가까운 파장 대역만을 투과하도록 할 수 있다. 이를 통해 액정 표시 장치의 색 재현성을 향상시킬 수 있다. 또, 중합체를 형성하여 파장 흡수층의 위치를 고정함으로써 액정층 내 불순물 함량 증가를 방지할 수 있고 액정 표시 장치의 전압 보전율 저하를 최소화할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 비교적 간단한 방법만으로 입사광 파장의 일부를 흡수하는 파장 흡수층을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 임의의 화소들의 레이아웃이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 3의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 도 7의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 내지 도 20은 도 9의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 22 내지 도 29는 도 21의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 '위(on)'로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 '직접 위(directly on)'로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. '및/또는'는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해사시도이다. 도 2는 도 1의 임의의 화소들의 레이아웃이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 표시 패널(11) 및 표시 패널(11)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다.
표시 패널(11)은 제1 기판(100), 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200) 및 이들의 사이에 개재된 액정층(300)을 포함할 수 있다. 액정층(300)은 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 및 이들을 합착하는 실링 부재(미도시)에 의해 밀봉된 상태일 수 있다.
표시 패널(11)에는 평면상 대략 매트릭스 배열된 복수의 화소들이 정의될 수 있다. 본 명세서에서, '화소(pixel)'는 색 표시를 위해 평면 시점에서 표시 영역이 구획되어 정의되는 단일 영역을 의미하며, 하나의 화소는 미리 정해진 하나의 기본색을 표현할 수 있다. 즉, 하나의 화소는 다른 화소와 서로 독립적인 색을 표현할 수 있는 표시 패널(11) 기준에서의 최소 단위일 수 있다.
상기 복수의 화소들은 제1 색을 표시하는 제1 화소(PXa), 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표시하는 제2 화소(PXb) 및 제2 색 보다 짧은 피크 파장을 갖는 제3 색을 표시하는 제3 화소(PXc)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 방향(X)으로 순차 배열된 제1 화소(PXa), 제2 화소(PXb) 및 제3 화소(PXc)가 기본 단위를 이루어 제1 방향(X)으로 반복되고, 제1 화소(PXa), 제2 화소(PXb) 및 제3 화소(PXc)는 각각 제2 방향(Y)으로 반복될 수 있다.
예를 들어, 제1 화소(PXa)는 약 610nm 내지 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 적색을 표시하는 화소이고, 제1 화소(PXa)와 제1 방향(X)으로 인접한 제2 화소(PXb)는 약 530nm 내지 570nm 범위에서 피크 파장을 갖는 녹색을 표시하는 화소이며, 제2 화소(PXb)와 제1 방향(X)으로 인접한 제3 화소(PXc)는 약 430nm 내지 470nm 범위에서 피크 파장을 갖는 청색을 표시하는 화소일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 패널(11)은 제1 방향(X)으로 연장된 복수의 게이트 라인(GL)들 및 제2 방향(Y)으로 연장되며 게이트 라인(GL)과 절연되도록 배치된 복수의 데이터 라인(DL)들을 포함할 수 있다. 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)은 각각 구동부(미도시)와 연결되어 복수의 화소들마다 배치된 제1 전극(170)에 구동 신호를 전달할 수 있다.
백라이트 유닛(20)은 표시 패널(11)의 하측에 배치되어 광을 표시 패널(11) 측으로 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 백라이트 유닛(20)은 상기 제1 색의 피크 파장을 갖는 광, 상기 제2 색의 피크 파장을 갖는 광 및 제3 색의 피크 파장을 갖는 광을 모두 포함하는 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(20)은 적색 파장 대역의 광, 녹색 파장 대역의 광 및 청색 파장 대역의 광을 포함하는 백색 광을 방출할 수 있다.
백라이트 유닛(20)은 광을 직접적으로 방출하는 광원(21), 광원(21)으로부터 제공받은 광의 경로를 가이드하는 도광판(22) 및 도광판(22) 상에 배치된 파장 변환층(23)을 포함할 수 있다.
광원(21)은 상기 제1 색 및 상기 제2 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 광, 예컨대 청색 광 또는 자외선 광을 방출하는 발광 다이오드일 수 있다. 또, 도광판(22)은 광원(21)이 방출한 광을 가이드하여 표시 패널(11) 측으로 출사시킬 수 있다. 예를 들어, 도광판(22)의 광원(21)과 인접한 측면은 입광면이고 도광판(22)의 표시 패널(11)과 대향하는 상면은 출광면일 수 있다. 도광판(22)은 광원(21)으로부터 제공받은 광의 손실 없이 가이드할 수 있도록 광 투과율이 높은 재료이면 특별히 제한되지 않으나, 예컨대 플라스틱 또는 글라스 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 도 1은 엣지형 백라이트 유닛을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 직하형 백라이트 유닛일 수도 있다.
파장 변환층(23)은 입사된 광의 파장을 변환 또는 시프트할 수 있다. 파장 변환층(23)은 베이스 수지 및 베이스 수지 내에 분산된 파장 시프트 물질을 포함하고, 베이스 수지 내에 분산된 광 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
베이스 수지는 파장 시프트 물질이 분산되는 매질로서, 광 투과율이 높고 파장 시프트 물질에 대한 분산 특성이 우수한 재료이면 특별히 제한되지 않는다.
파장 시프트 물질은 입사광의 피크 파장을 특정 피크 파장으로 변환 또는 시프트시킬 수 있다. 파장 시프트 물질의 예로는 양자점, 양자 막대 또는 형광체 물질 등을 들 수 있다. 예를 들어, 양자점은 높은 에너지를 갖는 파장의 빛을 흡수할 경우 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정 색을 발광할 수 있다. 상기 양자점 물질은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 코어는 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 상기 양자점의 코어의 예로는 규소(Si)계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정 등을 들 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 파장 변환층(23)은 서로 다른 크기를 갖는 복수의 파장 시프트 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장 변환층(23)은 약 55Å 내지 65Å의 입경 크기를 갖는 제1 파장 시프트 물질 및 약 40Å 내지 50Å의 입경 크기를 갖는 제2 파장 시프트 물질을 포함할 수 있다. 제1 파장 시프트 물질은 높은 에너지를 갖는 파장의 빛을 흡수하여 상기 제1 색의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 또, 제2 파장 시프트 물질은 높은 에너지를 갖는 파장의 빛을 흡수하여 상기 제2 색의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 도광판(22)으로부터 상측으로 출사된 청색 광은 파장 변환층(23)을 투과할 수 있다. 청색 광 중 적어도 일부는 제1 파장 시프트 물질에 의해 약 610nm 내지 650nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 적색 광으로 변환되고, 상기 청색 광 중 적어도 일부는 제2 파장 시프트 물질에 의해 약 530nm 내지 570nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 녹색 광으로 변환될 수 있다. 또, 상기 청색 광 중 적어도 일부는 파장 시프트 물질에 의한 파장 변환 없이 베이스 수지를 그대로 투과할 수 있다. 상술한 과정을 통해 파장 변환층(23)으로 입사된 청색 광은 파장 변환층(23)을 투과한 후 적색 피크 파장, 녹색 피크 파장 및 청색 피크 파장을 모두 포함하는 백색 광으로 변환될 수 있다.
인지 색 범위, 예컨대 CIE1931 좌표 내에서 액정 표시 장치(1)가 표시하는 기본색이 색 표준 좌표 삼각형의 꼭지점 부근에 위치할수록 액정 표시 장치(1)는 더욱 선명한 색 표현할 수 있다. 즉, 액정 표시 장치(1)가 표시하는 기본색이 고유 피크 파장을 가지며 좁은 반치폭을 가질수록 액정 표시 장치(1)의 색 순도와 색 재현성이 향상될 수 있다.
제1 파장 시프트 물질 및 제2 파장 시프트 물질이 방출하는 광은 각각 작은 반치폭을 가지며 강한 강도를 가질 수 있다. 제1 파장 시프트 물질과 제2 파장 시프트 물질이 방출하는 적색 파장의 광과 녹색 파장의 광은 색 순도가 극히 우수할 수 있다. 따라서 파장 변환층(23)은 백라이트 유닛(20)이 표시 패널(11)로 제공하는 백색 광이 포함하는 고유색들의 파장 대역이 샤프한 스펙트럼을 갖도록 할 수 있으며, 색 순도 및 색 재현성 향상 효과를 나타낼 수 있다.
광 산란 입자는 파장 변환층(23)을 투과하는 광을 분산 또는 산란시켜 파장 시프트 물질에 의한 광 변환 효율을 증가시킬 수 있다. 광 산란 입자는 입사광을 산란시킬 수 있는 입자이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 금속 산화물 입자 또는 유기 입자일 수 있다. 상기 금속 산화물로는 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO2) 등을 예시할 수 있고, 상기 유기 재료로는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 등을 예시할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 파장 변환층(23)은 생략되고 광원(21)은 적색 파장 대역의 광, 녹색 파장 대역의 광 및 청색 파장 대역의 광을 포함하는 백색 광을 방출할 수도 있다. 이 경우 또한 백라이트 유닛(20)은 표시 패널(11)에 백색 광을 제공함은 물론이다.
이하, 표시 패널(11)에 대해 상세하게 설명한다.
표시 패널(11)은 서로 대향하는 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)을 포함할 수 있다. 제1 기판(100)은 하부 기판이고 제2 기판(200)은 상부 기판일 수 있다.
제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 제1 베이스 기판(110)의 일면(도 3 기준 상면) 상에 배치된 스위칭 소자(120), 스위칭 소자(120) 상에 배치된 제1 전극(170) 및 제1 전극(170) 상에 배치된 제1 파장 흡수층(190)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(110)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 기판(110)은 유리 재료, 석영 재료, 또는 투광성 플라스틱 재료로 이루어진 기판일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 베이스 기판(110)은 가요성을 가지고 액정 표시 장치(1)는 곡면형 표시 장치일 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 복수의 스위칭 소자(120)가 배치될 수 있다. 각 스위칭 소자들은 각 화소(PXa, PXb, PXc) 마다 배치되어 후술할 제1 전극(170)에 구동 신호를 전달하거나 차단할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각 스위칭 소자(120)는 게이트 라인(GL)과 연결되어 게이트 구동 신호를 제공받는 제어 단자(121), 데이터 라인(DL)과 연결되어 데이터 구동 신호를 제공받는 입력 단자(122), 제어 단자에 인가되는 신호에 따라 채널을 턴 온 또는 턴 오프하는 액티브층(124) 및 제1 전극(170)과 연결된 출력 단자(123)을 포함하는 박막 트랜지스터일 수 있다.
스위칭 소자(120) 상에는 중간층(150)이 배치될 수 있다. 중간층(150)은 그 상부의 구성과 하부의 구성을 서로 전기적으로 절연시키고, 제1 베이스 기판(110) 상에 적층된 복수의 구성요소의 단차를 평탄화할 수 있다. 중간층(150)은 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 중간층(150)은 단일층 구조이거나, 또는 복수의 층의 적층 구조일 수 있다. 중간층(150)은 유기 재료 및/또는 무기 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 비제한적인 일례에서, 제1 기판(100)의 제2 기판(200)과 대향하는 표면(도 3 기준 상면)에는 중간층(150)이 적어도 부분적으로 노출된 상태일 수 있다.
중간층(150) 상에는 제1 전극(170)이 배치될 수 있다. 제1 전극(170)은 후술할 제2 전극(270)과 함께 액정층(300)에 전계를 형성하여 해당 화소 내의 액정(LC)들을 재배열하는 전계 생성 전극일 수 있다. 도면으로 나타내지 않았으나, 제1 전극(170)은 중간층(150)에 형성된 컨택홀을 통해 스위칭 소자(120)의 출력 단자(123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 각 제1 전극(170)은 각 화소(PXa, PXb, PXc) 마다 배치되어 스위칭 소자(120)를 통해 서로 독립적인 전압이 인가되는 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(170)은 투명한 도전성 재료로 이루어진 투명 전극일 수 있다. 투명 전극을 형성하는 재료의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 들 수 있다. 도 2는 제1 전극(170)이 대략 십자 형상의 줄기 전극 및 줄기 전극으로부터 방사형으로 연장된 복수의 슬릿 전극을 포함하여 복수의 도메인을 정의하는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 비제한적인 일례에서, 제1 기판(100)의 제2 기판(200)과 대향하는 표면(도 3 기준 상면)에는 제1 전극(170)이 노출된 상태일 수 있다.
제1 전극(170) 상에는 제1 파장 흡수층(190)이 배치될 수 있다. 제1 파장 흡수층(190)에 대해서는 제2 파장 흡수층(290)과 함께 후술하기로 한다.
이어서 제2 기판(200)에 대하여 설명한다. 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(210), 제2 베이스 기판(210)의 일면(도 3 기준 하면) 상에 배치된 색 변환 패턴층(230), 색 변환 패턴층(230) 상에 배치된 제2 전극(270) 및 제2 전극(270) 상에 배치된 제2 파장 흡수층(290)을 포함할 수 있다.
제2 베이스 기판(210)은 제1 베이스 기판(110)과 같은 투명한 절연 기판일 수 있다. 제2 베이스 기판(210)은 가요성을 가질 수도 있다. 제2 베이스 기판(210) 상에는 차광 부재(215)가 배치될 수 있다. 차광 부재(215)는 광의 투과를 차단할 수 있다. 차광 부재(215)는 평면상 대략 격자 형상일 수 있다. 차광 부재(215)는 인접한 화소들(PXa, PXb, PXc)의 평면상 경계에 배치되어 이웃한 화소들 간의 혼색 불량을 방지할 수 있다. 차광 부재(215)는 블랙 매트릭스 물질 또는 불투명한 금속 재료로 이루어질 수 있다.
차광 부재(215) 상에는 색 변환 패턴층(230)이 배치될 수 있다. 색 변환 패턴층(230)은 제1 화소(PXa) 내에 배치되는 제1 색 변환 패턴(231), 제2 화소(PXb) 내에 배치되는 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 화소(PXc) 내에 배치되는 제3 색 변환 패턴(233)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)은 각각 특정 파장 대역의 광은 투과시키고 다른 특정 파장 대역의 광은 투과를 차단하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 파장 선택적 광학 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)은 각각 특정 파장 대역의 광은 투과시키고 다른 특정 파장 대역의 광은 흡수하는 컬러 필터(color filter)일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 색 변환 패턴(231)의 투과 파장 대역은 약 600nm 내지 660nm, 또는 약 590nm 내지 670nm, 또는 약 580nm 내지 680nm를 포함할 수 있다. 또 제1 색 변환 패턴(231)은 상기 투과 파장 대역 외의 파장 대역의 가시광선을 흡수하는 적색 컬러 필터일 수 있다. 제1 색 변환 패턴(231)은 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광 중에서 상기 투과 파장 대역에 속하는 광만을 선택적으로 투과시켜 제1 색을 표시할 수 있다.
제2 색 변환 패턴(232)의 투과 파장 대역은 약 510nm 내지 580nm, 또는 약 500nm 내지 590nm, 또는 약 490nm 내지 600nm를 포함할 수 있다. 또 제2 색 변환 패턴(232)은 상기 투과 파장 대역 외의 파장 대역의 가시광선을 흡수하는 녹색 컬러 필터일 수 있다. 제2 색 변환 패턴(232)은 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광 중에서 상기 투과 파장 대역에 속하는 광만을 선택적으로 투과시켜 제2 색을 표시할 수 있다.
또, 제3 색 변환 패턴(233)의 투과 파장 대역은 약 440nm 내지 480nm, 또는 약 430nm 내지 490nm, 또는 약 420nm 내지 500nm를 포함할 수 있다. 또 제3 색 변환 패턴(233)은 상기 투과 파장 대역 외의 파장 대역의 가시광선을 흡수하는 청색 컬러 필터일 수 있다. 제3 색 변환 패턴(233)은 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광 중에서 상기 투과 파장 대역에 속하는 광만을 선택적으로 투과시켜 제3 색을 표시할 수 있다.
비제한적인 일례에서, 제1 색 변환 패턴(231)의 투과 파장 대역과 제2 색 변환 패턴(232)의 투과 파장 대역은 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다. 또, 제2 색 변환 패턴(232)의 투과 파장 대역과 제3 색 변환 패턴(233)의 투과 파장 대역은 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다.
색 변환 패턴층(230) 상에는 오버코팅층(250)이 배치될 수 있다. 오버코팅층(270)은 제2 베이스 기판(210) 상에 적층된 복수의 구성요소들의 단차를 최소화시키는 평탄화층일 수 있다. 오버코팅층(270)은 유기 재료를 포함하여 이루어질 수 있다.
오버코팅층(250) 상에는 제2 전극(270)이 배치될 수 있다. 제2 전극(270)은 상술한 제1 전극(170)과 함께 액정층(300)에 전계를 형성하는 전계 생성 전극일 수 있다. 제2 전극(270)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 일체로 형성되어 공통 전압이 인가되는 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(270)은 제1 전극(170)과 마찬가지로 투명 전극일 수 있다.
제2 전극(270) 상에는 제2 파장 흡수층(290)이 배치될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 더욱 참조하여 본 실시예에 따른 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 도 3의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 3의 제1 파장 흡수층(190) 부분을 확대한 개략도이다. 도 5는 도 3의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 3의 제2 파장 흡수층(290) 부분을 확대한 개략도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 파장 흡수층(190)은 제1 전극(170) 상에 배치될 수 있다. 제1 파장 흡수층(190)은 입사광 파장의 일부를 흡수할 수 있다. 또, 제1 파장 흡수층(190)은 인접한 액정층(300) 내 액정(LC)의 초기 배향을 유도할 수 있다. 제1 파장 흡수층(190)은 제1 전극(170), 중간층(150) 및 액정층(300)과 각각 맞닿아 접할 수 있다.
제2 파장 흡수층(290)은 제2 전극(270) 상에 배치될 수 있다. 제2 파장 흡수층(290)은 입사광 파장의 일부를 흡수할 수 있다. 제2 파장 흡수층(290)의 흡수 파장 대역은 제1 파장 흡수층(190)의 흡수 파장 대역과 동일하거나 상이할 수 있다. 또, 제2 파장 흡수층(290)은 인접한 액정층(300) 내 액정(LC)의 초기 배향을 유도할 수 있다. 제2 파장 흡수층(290)은 제2 전극(270) 및 액정층(300)과 각각 맞닿아 접할 수 있다.
예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)은 액정(LC)을 수직 배향하는 액정 배향성을 갖는 액정 배향층일 수 있다. 또, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)은 액정(LC)에 소정의 선경사(pretilt) 각도를 부여하는 선경사 부여층일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290) 중 하나 이상은 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기(hydrophilic group)를 포함하되, 발색단을 갖는 제1 화합물(C1), 또는 상기 제1 화합물의 중합체(P1)를 포함할 수 있다. 제1 파장 흡수층(190) 또는 제2 파장 흡수층(290) 내의 제1 화합물(C1)은 제1 화합물의 중합체(P1)를 형성하지 않고 잔존하는 단분자로 이해될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 제1 화합물(C1)의 코어 구조는 메조겐 골격을 포함할 수 있다. 메조겐 골격은 제1 화합물(C1)의 중심 골격을 이룰 수 있다. 상기 메조겐 골격은 제1 화합물(C1)에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 메조겐 골격은 하기 화학식 1으로 표현되는 2가의 원자단일 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00004
단, 상기 화학식 1에서, A 및 B는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 C6-12의 지방족 또는 방향족 고리형 탄화수소 그룹이다. A 및 B는 메조겐 골격에 리지드한 특성을 부여하는 메조겐기일 수 있다. 예를 들어, A 및 B는 각각 -F, -Cl, -Br, -I, -CN, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -OH로 치환되거나 비치환된 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-다이일, 4,4'-비페닐렌, 1,4-시클로헥실렌 또는 1,1'-비시클로헥실렌 등일 수 있다. L1, L2 및 L3는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, C1-4의 알킬렌, C1-4의 알콕실렌, -CH=CH= 또는 -C≡C-일 수 있다.
SP1 및 SP2는 각각 제1 화합물(C1)의 일단과 타단에 연결되는 스페이서기일 수 있다. 스페이서기는 상대적으로 리지드한 특성을 갖는 메조겐기의 일단과 타단에 연결되는 가요성 유기기일 수 있다. 예를 들어, SP1 및 SP2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 C1-12의 알킬렌기일 수 있다.
n은 메조겐 골격의 반복단위를 정의할 수 있다. n은 1 내지 3의 정수이다. n에 의해 정의되는 반복단위 내의 각 B 및 각 L3는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또, 제1 화합물(C1)의 상기 일단에 결합된 친수성기는 수소 결합이 가능한 화학 구조를 갖는 극성기일 수 있다. 상기 친수성기는 제1 화합물(C1)에 자가 정렬 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 친수성기는 친수성 표면에 대하여 수소 결합을 형성함으로써 제1 화합물(C1)을 정렬시킬 수 있다.
수소 결합이 가능할 경우 친수성기는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
또는
Figure pat00013
등을 예시할 수 있다. 다른 예를 들어,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
또는
Figure pat00017
등을 예시할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 화합물(C1)의 상기 일단에 결합된 친수성기는 발색단(chromophore)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, '발색단'은 염료나 색소의 발색의 원인이 되는 원자단을 의미한다. 즉, 자외선과 가시광선 대역을 포함하는 광선의 특정 파장 대역을 흡수하는 원자단을 의미한다. 예를 들어, 제1 화합물(C1)의 상기 일단에 결합된 친수성기는 포르피라진계 발색단을 포함할 수 있다. 포르피라진계 발색단은 약 580nm 내지 600nm 범위 또는 약 490nm 내지 510nm 범위 내에서 흡수 피크를 가질 수 있다. 이 경우 제1 화합물(C1) 또는 제1 화합물의 중합체(P1)를 포함하는 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)의 흡수 피크 파장은 약 580nm 내지 600nm 범위 또는 약 490nm 내지 510nm 범위 내에 있을 수 있다. 다시 말해서, 제1 파장 흡수층(190) 또는 제2 파장 흡수층(290)의 파장 대역에 대한 투과율 스펙트럼 측정에 있어서, 투과율 스펙트럼은 골을 나타내는 역피크를 하나 이상 가지며, 상기 역피크 파장(즉, 최대 흡수 피크)은 약 580nm 내지 600nm 범위 또는 약 490nm 내지 510nm 범위 내에 있을 수 있다.
비제한적인 일례에서, 제1 화합물(C1)의 상기 일단에 결합된 친수성기로서, 포르피라진계 발색단을 갖는 친수성기는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00018
단, 상기 화학식 2에서, R21 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이다.
예시적인 실시예에서, 제1 화합물(C1)은 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290) 내에서 자가 정렬되어 단분자층(monomolecular layer)을 형성하고 있을 수 있다. 본 명세서에서, '단분자층'은 두께가 한 분자의 크기 정도 되는 박막 형태의 분자층을 의미한다.
예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 내의 제1 화합물(C1)의 상기 일단의 친수성기는 제1 전극(170) 또는 중간층(150) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 상기 친수성기는 제1 전극(170) 및/또는 중간층(150) 표면에 노출된 관능기, 예컨대 히드록시기와 수소 결합을 형성할 수 있다. 또, 제2 파장 흡수층(290) 내의 제1 화합물의 상기 일단의 친수성기는 제2 전극(270) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 상기 친수성기는 제2 전극(270) 표면에 노출된 관능기와 수소 결합을 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 화합물(C1)은 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 더 포함할 수 있다. 제1 화합물(C1)의 상기 타단에 결합된 중합성기는 제1 화합물(C1)에 특정 조건 하에서의 중합성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 중합성기는 광 중합성기일 수 있다. 상기 중합성기의 예로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기를 들 수 있다.
제1 화합물(C1)은 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290) 내에서 자가 정렬된 상태로 중합되어 중합된 단분자층을 형성하고 있을 수 있다. 즉, 제1 화합물(C1)은 중합체(P1)를 형성하고 있을 수 있다. 제1 화합물(C1)의 상기 타단에 결합된 중합성기에 의해 제1 화합물(C1)들 간, 또는 제2 화합물(C2) 및/또는 제4 화합물(C4)과 함께 중합체(P1)를 형성할 수 있다. 중합체(P1)는 돌기 형태로 발현되어 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)을 전반적으로 뒤덮고 있을 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 중합체(P1)는 액정층(300) 내 액정(LC)의 선경사 형성에 기여할 수 있다.
한편, 제1 화합물(C1)의 상기 일단의 친수성기는 중합체를 형성한 후에도 화학 구조의 변형 없이 그대로 잔존하며 수소 결합이 가능한 정도의 극성 및 발색단이 나타내는 발색성을 유지할 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 내의 제1 화합물(C1)의 중합체(P1)가 갖는 친수성기는 제1 전극(170) 또는 중간층(150) 측을 향하도록 정렬되고, 제2 파장 흡수층(290) 내의 제1 화합물(C1)의 중합체(P1)가 갖는 친수성기는 제2 전극(270) 측을 향하도록 정렬될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 화합물(C1)의 코어 구조는 발색단을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 화합물(C1)의 코어 구조는 퀴니자린계 발색단 또는 아조-나프톨계 발색단을 포함할 수 있다. 퀴니자린계 발색단은 약 580nm 내지 600nm 범위 내에서 흡수 피크를 가질 수 있다. 이 경우 제1 화합물(C1) 또는 제1 화합물의 중합체(P1)를 포함하는 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)의 흡수 피크 파장은 약 580nm 내지 600nm 범위 내에 있을 수 있다. 또, 아조-나프톨계 발색단은 약 475nm 내지 490nm 범위 내에서 흡수 피크를 가질 수 있다. 이 경우 제1 화합물(C1) 또는 제1 화합물의 중합체(P1)를 포함하는 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)의 흡수 피크 파장은 약 475nm 내지 490nm 범위 내에 있을 수 있다.
비제한적인 일례에서, 제1 화합물(C1)의 코어 구조로서, 퀴니자린계 발색단을 갖는 코어 구조는 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다.
<화학식 3>
Figure pat00019
단, 상기 화학식 3에서, R31은 메틸 또는 에틸이고, R32 및 R33은 각각 독립적으로 페닐이며, n1은 0 내지 5의 정수이고, n2는 0 내지 3의 정수이며, n3는 0 내지 2의 정수이고, SP1 및 SP2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 C1-12의 알킬렌기이다.
상기 화학식 3으로 표현되는 코어 구조는 제1 화합물(C1)의 중심 골격을 이루는 2가의 원자단일 수 있다. 상기 화학식 3으로 표현되는 코어 구조는 제1 화합물(C1)에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 하고 액정(LC)의 초기 배향에 영향을 미칠 수 있다.
상기 화학식 3으로 표현되는 코어 구조는 구체적으로 다음과 같은 구조를 예시할 수 있으나 이에 제한되지 않는 것은 물론이다.
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
또, 비제한적인 일례에서, 제1 화합물(C1)의 코어 구조로서, 아조-나프톨계 발색단을 갖는 코어 구조는 하기 화학식 4로 표현될 수 있다.
<화학식 4>
Figure pat00023
단, 상기 화학식 4에서, SP1 및 SP2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 C1-12의 알킬렌기이다.
상기 화학식 4로 표현되는 코어 구조는 제1 화합물(C1)의 중심 골격을 이루는 2가의 원자단일 수 있다. 상기 화학식 4로 표현되는 코어 구조는 제1 화합물(C1)에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 하고 액정(LC)의 초기 배향에 영향을 미칠 수 있다.
상기 화학식 4로 표현되는 코어 구조는 구체적으로 다음과 같은 구조를 예시할 수 있으나 이에 제한되지 않는 것은 물론이다.
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
앞서 설명한 바와 같이 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하는 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)은 자가 정렬되어 제1 전극(170), 중간층(150) 또는 제2 전극(270) 표면에서 단분자층 형태로 고정된 상태를 유지할 수 있다. 또는 제1 화합물(C1)은 중합체(P1)를 형성하여 제1 전극(170), 중간층(150) 또는 제2 전극(270) 표면에서 중합된 단분자층 형태로 고정된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 제1 파장 흡수층(190)은 제1 전극(170)과 액정층(300) 사이에 고정되고 제2 파장 흡수층(290)은 제2 전극(270)과 액정층(300) 사이에 고정될 수 있다. 이를 통해 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)이 액정층(300) 내에서 불순물로서 작용하여 액정 표시 장치(1)의 전압 보전율이 저하되는 문제를 억제할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290) 중 하나 이상은 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기, 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물(C2), 또는 상기 제2 화합물(C2)의 중합체(P1)를 더 포함할 수 있다. 제2 화합물(C2)은 제1 화합물(C1)과 달리 발색단을 갖지 않는 화합물일 수 있다.
제2 화합물(C2)의 코어 구조는 메조겐 골격을 포함할 수 있다. 메조겐 골격은 제2 화합물(C2)의 중심 골격을 이룰 수 있다. 상기 메조겐 골격은 제2 화합물(C2)에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 할 수 있다. 메조겐 골격에 대해서는 앞서 화학식 1과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
또, 제2 화합물(C2)의 상기 일단에 결합된 친수성기는 수소 결합이 가능한 화학 구조를 갖는 극성기일 수 있다. 예를 들어, 상기 친수성기는 친수성 표면에 대하여 수소 결합을 형성함으로써 제2 화합물(C2)을 정렬시킬 수 있다. 친수성기에 대해서는 앞서 제1 화합물(C1)과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
제2 화합물(C2)의 상기 타단에 결합된 중합성기는 제2 화합물(C2)에 특정 조건 하에서의 중합성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 중합성기는 광 중합성기일 수 있다. 상기 중합성기의 예로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기를 들 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 화합물(C2)은 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290) 내에서 자가 정렬되어 단분자층을 형성하고 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 화합물(C2)은 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290) 내에서 자가 정렬된 상태로 중합되어 중합된 단분자층을 형성하고 있을 수 있다. 즉, 제2 화합물(C2)은 중합체(P1)를 형성하고 있을 수 있다. 제2 화합물(C2)의 상기 타단에 결합된 중합성기에 의해 제2 화합물(C2)들 간, 또는 제1 화합물(C1) 및/또는 제4 화합물(C4)과 함께 중합체(P1)를 형성할 수 있다. 중합체(P1)는 액정층(300) 내 액정(LC)의 선경사 형성에 기여할 수 있다.
예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 내의 제2 화합물(C2) 및 제2 화합물의 중합체(P1)의 상기 일단의 친수성기는 제1 전극(170) 및/또는 중간층(150) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 또, 제2 파장 흡수층(290) 내의 제2 화합물(C2) 및 제2 화합물의 중합체(P1)의 상기 일단의 친수성기는 제2 전극(270) 측을 향하도록 정렬될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290) 중 하나 이상은 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기, 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물(C3)을 더 포함할 수 있다. 제3 화합물(C3)은 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)과 달리 중합성기를 갖지 않는 화합물일 수 있다.
제3 화합물(C3)의 코어 구조는 메조겐 골격을 포함할 수 있다. 메조겐 골격은 제3 화합물(C3)의 중심 골격을 이룰 수 있다. 상기 메조겐 골격은 제3 화합물(C3)에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 할 수 있다. 메조겐 골격에 대해서는 앞서 화학식 1과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
또, 제3 화합물(C3)의 상기 일단에 결합된 친수성기는 수소 결합이 가능한 화학 구조를 갖는 극성기일 수 있다. 예를 들어, 상기 친수성기는 친수성 표면에 대하여 수소 결합을 형성함으로써 제3 화합물(C3)을 정렬시킬 수 있다. 친수성기에 대해서는 앞서 제1 화합물(C1)과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
제3 화합물(C3)의 상기 타단에 결합된 탄화수소 모이어티는 액정(LC)과의 강한 친화력을 가지고 액정(LC)의 수직 배향을 유도하는 수직 배향기일 수 있다. 즉, 상기 탄화수소 모이어티는 유연성을 갖는 친액정기일 수 있다. 상기 탄화수소 모이어티는 지방족 또는 방향족 탄화수소로부터 유래한 화학 구조를 포함하는 1가의 원자단을 의미한다.
상기 탄화수소 모이어티는 C1-20의 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형 지방족 탄화수소 모이어티 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화수소 모이어티는 C1-20의 알킬기, C1-20의 알콕시기, C1-20의 시클로알킬기, C1-20의 아릴기 및 C1-20의 헤테로아릴기 등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 제3 화합물(C3)은 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290) 내에서 자가 정렬되어 단분자층을 형성하고 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 내의 제3 화합물(C3)의 상기 일단의 친수성기는 제1 전극(170) 또는 중간층(150) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 또, 제2 파장 흡수층(290) 내의 제3 화합물(C3)의 상기 일단의 친수성기는 제2 전극(270) 측을 향하도록 정렬될 수 있다.
또, 제3 화합물(C3)의 장축은 제1 전극(170) 또는 제2 전극(270) 표면에 대해 대략 수직한 방향을 향하도록 정렬되어 제3 화합물(C3)의 상기 타단의 탄화수소 모이어티는 액정층(300) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 제3 화합물(C3)의 장축, 특히 제3 화합물(C3)의 탄화수소 모이어티는 액정층(300) 내 액정(LC)의 초기 배향에 기여할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290) 중 하나 이상은 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물의 중합체(P1)를 더 포함할 수 있다. 제4 화합물은 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제3 화합물(C3)과 달리 수소 결합이 가능한 친수성기를 갖지 않는 화합물일 수 있다.
제4 화합물의 코어 구조는 메조겐 골격을 포함할 수 있다. 메조겐 골격은 제4 화합물의 중심 골격을 이룰 수 있다. 상기 메조겐 골격은 제4 화합물에 소정의 액정성을 부여하여 액정(LC)과의 혼화를 용이하게 할 수 있다. 메조겐 골격에 대해서는 앞서 화학식 1과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
제4 화합물의 상기 일단과 타단에 결합된 중합성기는 제4 화합물에 특정 조건 하에서의 중합성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 중합성기는 광 중합성기일 수 있다. 상기 중합성기의 예로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기를 들 수 있다. 제4 화합물의 상기 일단과 타단에 결합된 중합성기에 의해 제4 화합물들 간, 또는 제1 화합물(C1) 및/또는 제2 화합물(C2)과 함께 중합체(P1)를 형성할 수 있다. 중합체(P1)는 액정층(300) 내 액정(LC)의 선경사 형성에 기여할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)을 이용하여 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 흡수하여 액정 표시 장치(1)의 색 재현성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)이 포르피라진계 발색단을 갖는 제1 화합물(C1) 또는 그 중합체(P1)를 포함할 경우 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290)은 각각 약 580nm 내지 600nm 범위 또는 약 490nm 내지 510nm 범위의 파장 대역을 선택적으로 흡수할 수 있다. 또, 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)이 퀴니자린계 발색단을 갖는 제1 화합물(C1) 또는 그 중합체(P1)를 포함할 경우 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290)은 각각 약 580nm 내지 600nm 범위의 파장 대역을 선택적으로 흡수할 수 있다. 또, 제1 파장 흡수층(190) 및/또는 제2 파장 흡수층(290)이 아조-나프톨계 발색단을 갖는 제1 화합물(C1) 또는 그 중합체(P1)를 포함할 경우 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290)은 각각 약 475nm 내지 490nm 범위의 파장 대역을 선택적으로 흡수할 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 광은 제1 색(즉, 적색)의 고유 파장, 제2 색(즉, 녹색)의 고유 파장 및 제3 색(즉, 청색)의 고유 파장을 모두 갖는 백색 광일 수 있다. 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광은 제1 파장 흡수층(190), 제2 파장 흡수층(290) 및 색 변환 패턴층(230)을 순차적으로 투과한 후 특정 색을 나타낼 수 있다.
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 백라이트 유닛(20)이 제공하는 백색 광 내에 포함된 제1 색 내지 제3 색의 고유 파장이 상대적으로 넓은 파장 스펙트럼을 가져 색 순도가 우수하지 못할 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 제1 색의 피크 파장과 제2 색의 피크 파장 사이의 파장 대역 및 제2 색의 피크 파장과 제3 색의 피크 파장 사이의 파장 대역을 적어도 부분적으로 흡수하여 표시 패널(11)을 투과하는 광의 색 순도를 개선할 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(20)으로부터 제공되어 제1 파장 흡수층(190)으로 입사된 백색 광은 제1 파장 흡수층(190)에 의해 예컨대, 약 475nm 내지 490nm, 약 490nm 내지 510nm 또는 약 580nm 내지 600nm 파장 대역의 적어도 일부가 흡수될 수 있다. 이를 통해 백색 광 내에 포함된 제1 색 내지 제3 색의 고유 파장 스펙트럼이 샤프해지며 1차적인 색 순도 향상을 나타낼 수 있다.
또, 제1 파장 흡수층(190)을 투과한 후 제2 파장 흡수층(290)으로 입사된 광은 제2 파장 흡수층(290)에 의해 예컨대, 약 475nm 내지 490nm, 약 490nm 내지 510nm 또는 약 580nm 내지 600nm 파장 대역의 적어도 일부가 흡수될 수 있다. 이를 통해 백색 광 내에 포함된 제1 색 내지 제3 색의 고유 파장 스펙트럼이 더욱 샤프해지며 2차적인 색 순도 향상을 나타낼 수 있다.
제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 색 순도가 개선된 백색 광은 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)을 투과하며 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 나타내도록 변환되고, 이를 통해 액정 표시 장치(1)의 색 표시를 수행할 수 있다.
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)의 투과 파장 대역이 상대적으로 넓은 파장 스펙트럼을 가져 색 변환 패턴층(230) 만으로는 우수한 색 재현성을 나타내지 못할 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)는 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)의 투과 파장 대역과 적어도 부분적으로 중첩하는 흡수 피크 파장을 갖는 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)을 포함하여 제1 색 변환 패턴(231), 제2 색 변환 패턴(232) 및 제3 색 변환 패턴(233)이 흡수하지 못하고 투과시키는 파장을 부분적으로 흡수할 수 있다. 이를 통해 표시 패널(11)을 투과한 후의 광이 더욱 샤프한 스펙트럼을 갖도록 할 수 있다.
더욱이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)의 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290)은 각각 중합체(P1)들을 포함하여 제1 전극(170)과 액정층(300) 사이 및 제2 전극(270)과 액정층(300) 사이에 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있다. 이를 통해 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)이 액정층(300) 내에서 불순물로서 작용하여 액정 표시 장치(1)의 전압 보전율이 저하되는 문제를 억제할 수 있다.
이어서 액정층(300)에 대하여 설명한다. 액정층(300)은 초기 배향된 복수의 액정(LC)들을 포함한다. 액정(LC)은 음의 유전율 이방성을 가지고 초기 배향 상태에서 실질적으로 수직 배향될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액정(LC)은 초기 배향 상태에서 소정의 선경사(pretilt) 각도를 가질 수 있다. 본 명세서에서, '액정의 초기 배향'이라 함은 액정층에 전계가 형성되지 않은 상태에서의 액정의 배열을 의미한다.
액정(LC)의 초기 배향은 전술한 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 유도될 수 있다. 즉, 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290) 중 하나 이상은 액정 배향성을 가질 수 있다. 제1 전극(170)과 제2 전극(270) 사이에 전계가 형성되면 액정(LC)은 특정 방향으로 기울어지면서 액정층(300)을 투과하는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 액정(LC)은 양의 유전율 이방성을 가질 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 다만, 전술한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성에 대한 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 도면 상 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(2)의 색 변환 패턴층(130)은 제1 기판(101) 내에 포함된 점이 도 1 등의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 상이한 점이다.
예시적인 실시예에서, 제1 기판(101)은 제1 베이스 기판(110), 스위칭 소자(미도시), 제1 전극(170) 및 제1 파장 흡수층(190)을 포함하고, 색 변환 패턴층(130)을 더 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 색 변환 패턴층(130)이 배치될 수 있다. 도 5는 제1 베이스 기판(110)과 중간층(150) 사이에 색 변환 패턴층(130)이 배치된 경우를 예시하고 있으나, 중간층(150)이 복수의 층으로 이루어진 경우 상기 복수의 층들 사이에 색 변환 패턴층(130)이 개재될 수도 있다.
색 변환 패턴층(130)은 제1 화소(PXa) 내에 배치되는 제1 색 변환 패턴(131), 제2 화소(PXb) 내에 배치되는 제2 색 변환 패턴(132) 및 제3 화소(PXc) 내에 배치되는 제3 색 변환 패턴(133)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 색 변환 패턴(131), 제2 색 변환 패턴(132) 및 제3 색 변환 패턴(133)은 각각 특정 파장 대역의 광은 투과시키고 다른 특정 파장 대역의 광은 흡수하는 컬러 필터일 수 있다.
백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광은 색 변환 패턴층(130), 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)을 순차적으로 투과한 후 특정 색을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(20)으로부터 제공된 백색 광은 제1 색 변환 패턴(131), 제2 색 변환 패턴(132) 및 제3 색 변환 패턴(133)을 투과하며 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 나타내도록 변환될 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 색 변환 패턴(131)을 투과한 후의 광은 약 580nm 내지 680nm를 포함하고, 제2 색 변환 패턴(132)을 투과한 후의 광은 약 490nm 내지 600nm를 포함하며, 제3 색 변환 패턴(133)을 투과한 후의 광은 약 420nm 내지 500nm를 포함할 수 있다.
또, 제1 색 변환 패턴(131)을 투과한 후의 광은 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290)을 순차적으로 투과하며 색 순도가 향상될 수 있다. 예컨대, 제1 색 변환 패턴(131)을 투과한 약 580nm 내지 680nm 파장 대역의 광은 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 약 580nm 내지 600nm 파장 대역의 적어도 일부가 흡수될 수 있다. 마찬가지로 제2 색 변환 패턴(132)을 투과한 약 490nm 내지 600nm 파장 대역의 광은 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 490nm 내지 510nm 및/또는 약 580nm 내지 600nm 파장 대역의 적어도 일부가 흡수될 수 있다. 또한 제3 색 변환 패턴(133)을 투과한 약 420nm 내지 500nm의 광은 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 약 475nm 내지 490nm 파장 대역의 적어도 일부가 흡수될 수 있다. 이를 통해 액정 표시 장치(2)가 표시하는 제1 색 내지 제3 색의 고유 파장 스펙트럼이 더욱 샤프해지며 색 재현성이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 8은 도 7의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 7의 액정 배향층(195) 부분을 확대한 개략도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(3)는 제1 파장 흡수층(190) 대신에 폴리이미드 고분자를 포함하는 액정 배향층(195)을 더 포함하는 점이 도 1 등의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 상이한 점이다.
예시적인 실시예에서, 제1 기판(102)은 제1 베이스 기판(110), 스위칭 소자(미도시) 및 제1 전극(170)을 포함하고, 폴리이미드 고분자를 포함하는 액정 배향층(195)을 더 포함할 수 있다. 액정 배향층(195)은 제1 전극(170), 중간층(150) 및 액정층(300)과 각각 맞닿아 접할 수 있다. 액정 배향층(195)은 인접한 액정층(300) 내 액정(LC)의 초기 배향을 유도할 수 있다. 또, 액정 배향층(195)은 액정(LC)에 소정의 선경사 각도를 부여하는 선경사 부여층일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 액정 배향층(195)은 주쇄의 반복단위 내에 이미드기를 가지고, 상기 주쇄에 결합된 수직 배향기 측쇄를 갖는 폴리이미드 고분자층(195a)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 폴리이미드 고분자층(195a)은 상기 주쇄에 결합된 광 개시기(initiator group) 측쇄를 더 가질 수도 있다. 또, 액정 배향층(195)은 폴리이미드 고분자층(195a)을 전반적으로 뒤덮고 있는 중합체층(195b)을 더 포함할 수 있다. 중합체층(195b)은 돌기 형태로 발현될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴리이미드 고분자층(195a)은 액정(LC)의 수직 배향에 기여하고 중합체층(195b)은 액정(LC)의 초기 선경사 형성에 기여할 수 있다.
중합체층(195b)은 상술한 제4 화합물의 중합체(P2)를 포함할 수 있다. 제4 화합물에 대해서는 도 1 등의 실시예와 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
예시적인 실시예에서, 액정 배향층(195)의 액정층(300)과 대면하는 일면(도 7 기준 상면)의 표면 거칠기는 제2 파장 흡수층(290)의 액정층(300)과 대면하는 일면(도 7 기준 하면)의 표면 거칠기보다 클 수 있다.
액정 배향층(195)의 중합체층(195b)의 중합체(P2) 및 제2 파장 흡수층(290)의 중합체(P1)는 미세 돌기 형태로 발현될 수 있다. 액정 배향층(195) 내의 단위 면적당 중합체(P2)의 양은 제2 파장 흡수층(290) 내의 단위 면적당 중합체(P1)의 양보다 클 수 있다. 즉, 액정 배향층(195) 내의 제4 화합물의 중합체의 중합된 정도, 단위 면적당 함량 또는 절대적인 양이 제2 파장 흡수층(290) 내의 중합체의 그것들보다 클 수 있다.
이는 액정 배향층(195)의 폴리이미드 고분자층(195a)이 갖는 광 개시기 측쇄에 기인한 것일 수 있다. 비제한적인 예시로, 폴리이미드 고분자층(195a)은 광 개시기를 가지고 충분한 양의 자유 라디칼을 생성할 수 있는 반면 자가 정렬된 단분자층은 그렇지 않기 때문에 중합체(P1, P2)들의 함량 차이가 발생할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 액정 배향층(195) 내 중합체(P2) 및 제2 파장 흡수층(290) 내 중합체(P1)는 액정층(300) 내 액정(LC)의 선경사 형성에 기여할 수 있다. 따라서 더 많은 중합체를 포함하는 액정 배향층(195)에 인접한 액정(액정층(300) 내 하부)의 선경사는 제2 파장 흡수층(290)에 인접한 액정(액정층(300) 내 상부)의 선경사보다 클 수 있다.
도면으로 표현하지 않았으나, 몇몇 실시예에서 액정 표시 장치(3)는 곡면형 액정 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(102)의 제2 기판(200)과 대면하는 일면(도 7 기준 상면)은 오목한 곡면을 가지고, 제2 기판(200)의 제1 기판(102)과 대면하는 일면(도 7 기준 하면)은 볼록한 곡면을 가지도록 휘어질 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치(3)는 액정층(300)의 상부와 하부에서 액정(LC)의 선경사를 상이하게 형성할 수 있다. 이를 통해 곡면형 액정 표시 장치에서 액정(LC)들의 재배열 방향의 충돌로 인해 발생하는 얼룩 내지 암부를 개선할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 10 내지 도 20은 도 9의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
우선 도 9 및 도 10을 참조하면, 표면이 친수 처리된 제1 기판(100')을 준비한다(S110). 구체적으로, 제1 베이스 기판(110), 스위칭 소자(미도시), 중간층(150) 및 제1 전극(170)을 포함하는 제1 기판(100')을 준비하고(S111), 제1 기판(100') 표면을 친수성 처리한다(S112).
제1 기판(100')의 표면에는 유기 재료 또는 무기 재료로 이루어진 중간층(150) 및 제1 전극(170)이 적어도 부분적으로 노출된 상태일 수 있다. 제1 기판(100')이 포함하는 구성요소에 대해서는 도 3 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
제1 기판(100')을 친수성 처리하는 단계(S112)는 오존 처리하는 단계, 플라즈마 처리하는 단계 또는 자외선 처리하는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 기판(100)을 친수성 처리하는 단계(S112)에 의해 제1 기판(100') 표면의 중간층(150) 및 제1 전극(170) 표면의 친수성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100') 표면의 친수성을 증가시킬 수 있다. 이를 통해 후술할 액정 조성물 내 제1 화합물 내지 제3 화합물의 제1 전극(170) 표면에서의 자가 정렬 특성을 극대화할 수 있다. 친수성 처리하는 단계(S112) 후에도 중간층(150) 및 제1 전극(170)이 부분적으로 노출된 상태일 수 있다.
이어서 도 9 내지 도 11을 참조하면, 표면이 친수 처리된 제2 기판(200')을 준비한다(S120). 구체적으로, 제2 베이스 기판(210), 색 변환 패턴층(230) 및 제2 전극(270)을 포함하는 제2 기판(200')을 준비하고(S121), 제2 기판(200') 표면을 친수성 처리한다(S122). 제2 기판(200')의 표면에는 제2 전극(270)이 적어도 부분적으로 노출된 상태일 수 있다. 제2 기판(200')이 포함하는 구성요소에 대해서는 도 3 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
제2 기판(200')을 친수성 처리하는 단계(S122)는 오존 처리하는 단계, 플라즈마 처리하는 단계 또는 자외선 처리하는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 기판(200')을 친수성 처리하는 단계(S122)에 의해 제2 기판(200') 표면의 제2 전극(270) 표면의 친수성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(200') 표면의 친수성을 증가시킬 수 있다. 친수성 처리하는 단계(S122) 후에도 제2 전극(270)이 부분적으로 노출된 상태일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 기판(100')의 표면을 친수성 처리하는 정도와 제2 기판(200')의 표면을 친수성 처리하는 정도는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100') 표면을 친수성 처리하는 정도는 제2 기판(200') 표면을 친수성 처리하는 정도보다 클 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 기판(100')을 친수성 처리하는 단계(S112) 및 제2 기판(200')을 친수성 처리하는 단계(S122) 중 하나 이상은 생략될 수도 있다.
이어서 도 9 내지 도 12를 참조하면, 제1 기판(100')과 제2 기판(200') 사이에 액정 조성물(400)을 제공한다(S130). 예시적인 실시예에서, 액정 조성물(400)은 액정(LC)과 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되, 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액정 조성물(400)은 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물(C2), 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물(C3), 및 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물(C4) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 화합물(C1) 내지 제4 화합물(C4)은 모두 코어 구조로서 메조겐 골격을 포함하여 소정의 액정성을 가질 수 있다. 이를 통해 액정(LC)과 제1 화합물(C1) 내지 제4 화합물(C4) 간에 충분한 혼화성을 가질 수 있고, 액정 조성물(400) 내에서 균일하게 분산되어 성분 간에 상분리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2), 제3 화합물(C3) 및 제4 화합물(C4)에 대해서는 도 3 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
몇몇 실시예에서, 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)은 액정 조성물(400) 전체 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 3.0 중량%의 범위로 포함될 수 있다. 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)이 0.1 중량% 이상으로 포함되면 특정 파장 대역, 즉 제1 색의 피크 파장과 제2 색의 피크 파장 사이의 파장 대역 및 제2 색의 피크 파장과 제3 색의 피크 파장 사이의 파장 대역을 흡수하여 액정 표시 장치의 색 재현성을 개선할 수 있다. 또, 제1 화합물(C1)이 3.0 중량% 이하로 포함되면 과도한 휘도 저하 및 액정층(300) 내 불순물 함량 증가를 억제할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 액정 조성물(400)을 제공하는 단계(S130)는 제1 기판(100') 표면에 노출된 제1 전극(170) 및 중간층(150)과 액정 조성물(400)이 접하도록 액정 조성물(400)을 제공하는 단계일 수 있다. 도 12는 액정 조성물(400)을 제1 기판(100') 표면에 적하하는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 액정 조성물(400)을 제2 기판(200') 표면에 적하할 수도 있다. 이 경우 액정 조성물(400)은 제2 기판(200') 표면에 노출된 제2 전극(270) 표면에 접할 수 있으며, 후술할 액정층(300)을 형성하는 단계(S140)에서 액정 조성물(400)은 제1 기판(100') 표면에 노출된 제1 전극(170) 및 중간층(150)과 접촉할 수 있다.
이어서 도 9 내지 도 13을 참조하면, 제1 기판(100')과 제2 기판(200')을 합착하여 액정층(300)을 형성한다(S140).
제1 기판(100')과 제2 기판(200')은 실링 부재(미도시), 예컨대 실런트를 이용하여 합착될 수 있다. 액정층(300)은 제1 기판(100')과 제2 기판(200') 및 상기 실링 부재에 의해 둘러싸여 밀봉되어 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 기판(100')과 제2 기판(200') 사이에 액정층(300)을 형성한 후 액정층(300) 내 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제3 화합물(C3)과 액정(LC) 간에 상분리가 일어날 수 있다. 예를 들어, 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)들 중 적어도 일부는 제1 기판(100') 표면 및 제2 기판(200') 표면에 각각 정렬되어 제1 정렬층(190')과 제2 정렬층(290')을 형성할 수 있다. 액정층(300)을 형성하는 단계(S140)에서, 제1 화합물(C1) 내지 제4 화합물(C4)은 모두 단분자 화합물 상태일 수 있다.
도 12 및 도 13은 액정 조성물(400)을 제1 기판(100') 표면에 적하한 후 제1 기판(100')과 제2 기판(200')을 합착하여 액정층(300)을 형성하는 공정을 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 제1 기판(100') 및 제2 기판(200')을 합착한 후 액정 조성물(400)을 주입하여 액정층(300)을 형성할 수도 있다.
이하, 도 14 및 도 15를 더욱 참조하여 액정층(300)을 형성하는 단계(S140)에서의 제1 정렬층(190') 및 제2 정렬층(290')에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 14는 도 13의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 13의 제1 정렬층(190') 부분을 확대한 개략도이다. 도 15는 도 13의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 13의 제2 정렬층(290') 부분을 확대한 개략도이다.
도 9 내지 도 15를 참조하면, 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제3 화합물(C3)들은 제1 기판(100') 및/또는 제2 기판(200') 표면에 자가 정렬되어 단분자층(즉, 제1 정렬층(190')과 제2 정렬층(290'))을 형성할 수 있다. 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)의 장축은 각각 제1 기판(100') 또는 제2 기판(200') 표면에 대해 대략 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
예를 들어, 제1 정렬층(190') 내의 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)이 포함하는 친수성기는 제1 전극(170) 및/또는 중간층(150) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 또, 제1 정렬층(190') 내의 제1 화합물(C1)의 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기, 제2 화합물(C2)의 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기 및 제3 화합물(C3)의 코어 구조의 타단에 결합된 탄화수소 모이어티는 각각 액정층(300) 측을 향하도록 정렬될 수 있다.
마찬가지로, 제2 정렬층(290') 내의 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)이 포함하는 친수성기는 제2 전극(270) 측을 향하도록 정렬될 수 있다. 또, 제2 정렬층(290') 내의 제1 화합물(C1)의 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기, 제2 화합물(C2)의 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기 및 제3 화합물(C3)의 코어 구조의 타단에 결합된 탄화수소 모이어티는 각각 액정층(300) 측을 향하도록 정렬될 수 있다.
액정층(300) 내 액정(LC)은 제1 정렬층(190') 및 제2 정렬층(290')에 의해 수직 배향이 유도될 수 있다. 또, 친수성기를 갖지 않는 제4 화합물(C4)은 액정(LC)과 균일하게 혼합되어 액정층(300) 내에 분산된 상태를 유지할 수 있다.
이어서 도 9 내지 도 16을 참조하면, 액정층(300)에 전계를 형성한다(S150).
액정층(300) 내 액정(LC1, LC2)이 음의 유전율 이방성을 갖는 경우, 액정층(300)에 전계가 형성되면 액정(LC1, LC2)들은 장축이 상기 전계 방향과 교차하는 방향으로 재배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(100')에 인접한 제1 액정(LC1) 및 제2 기판(200')에 인접한 제2 액정(LC2)은 각각 제1 기판(100')과 제2 기판(200') 표면에 수직한 법선에 대해 소정의 각도를 갖도록 기울어져 그 상태를 유지할 수 있다.
또, 제1 액정(LC1)과 제2 액정(LC2)이 기울어짐에 따라 제1 정렬층(190') 및 제2 정렬층(290') 내의 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)의 장축 또한 액정(LC1, LC2)들의 기울기와 유사한 기울기로 기울어질 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서 도 9 내지 도 17을 참조하면, 액정층(300)에 전계가 형성된 상태에서 광을 조사한다(S160).
액정층(300)에 전계를 형성한 상태에서 광을 조사하는 단계(S160)는 제1 정렬층(190') 및 제2 정렬층(290') 내의 중합성 단량체를 광 중합시켜 중합체(P1)를 형성하는 단계일 수 있다. 또, 액정층(300) 내의 중합성 단량체를 광 중합시켜 중합체(P1)를 형성하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 광을 조사하는 단계(S160)는 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제4 화합물(C4)의 적어도 일부를 광 중합시키는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광을 조사하는 단계(S160)는 약 240nm 내지 260nm, 또는 약 270nm 내지 280nm, 또는 약 330nm 내지 약 340nm, 또는 약 360nm 내지 370nm 범위에서 피크 파장을 갖는 광을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 광은 하부 기판인 제1 기판(100') 측으로부터, 또는 상부 기판인 제2 기판(200') 측으로부터 또는 양 방향으로부터 조사될 수 있다.
도 18은 도 17의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 17의 제1 파장 흡수층(190) 부분을 확대한 개략도이다. 도 19는 도 17의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 17의 제2 파장 흡수층(290) 부분을 확대한 개략도이다.
도 9 내지 도 19를 참조하면, 제1 정렬층(190')과 제2 정렬층(290') 및 액정층(300)에 광이 조사되면 제1 정렬층(190')은 제1 파장 흡수층(190)을 형성하고, 제2 정렬층(290')은 제2 파장 흡수층(290)을 형성할 수 있다.
앞서 도 16과 함께 설명한 바와 같이, 자가 정렬되어 단분자층을 형성한 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 액정(LC)들의 장축과 함께 기울어진 상태일 수 있다. 따라서 제1 정렬층(190')과 제2 정렬층(290') 내에서 단분자층을 형성하는 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 기울어진 상태에서 광 중합되어 중합체(P1)를 형성할 수 있다.
또, 광을 조사하는 단계(S160)에서 액정층(300) 내 제4 화합물(C4)의 함량은 감소할 수 있다. 예를 들어, 액정층(300) 내에서 균일하게 분산되어 있던 제4 화합물(C4)은 광 중합되어 제1 파장 흡수층(190)과 제2 파장 흡수층(290) 내의 중합체(P1)를 형성할 수 있다. 즉, 제4 화합물(C4)은 제1 화합물(C1) 및/또는 제2 화합물(C2)과 함께 중합되어 중합체(P1)를 형성할 수 있다. 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제4 화합물(C4)의 중합체(P1)는 액정층(300) 내 액정(LC)의 선경사 형성에 기여할 수 있다.
전술한 방법을 통해 발색단을 갖는 제1 화합물(C1), 또는 제1 화합물(C1)의 중합체(P1), 발색단을 갖지 않는 제2 화합물(C2), 또는 제2 화합물(C2)의 중합체(P1), 단분자층을 형성하는 제3 화합물(C3), 또는 제4 화합물(C4)의 중합체(P1)를 포함하는 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)을 형성할 수 있다.
도 20은 제1 액정(LC1)과 제2 액정(LC2)의 경사 방향이 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)에 의해 고정 내지 안정화되어 전계가 해제된 상태에서도 선경사 각도를 유지함을 나타낸 도면이다. 몇몇 실시예에서, 제1 액정(LC1)과 제2 액정(LC2)의 선경사 각도는 서로 상이할 수도 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 백라이트 유닛으로부터 시청자에 이르는 광 경로 상에 발색단을 갖는 제1 화합물(C1) 또는 제1 화합물(C1)의 중합체(P1)를 포함하는 파장 흡수층을 배치하여 색 재현성을 개선할 수 있다.
또, 전술한 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)이 갖는 자가 정렬 특성 및/또는 중합 특성을 이용하여 상대적으로 간단한 방법만으로 단분자층과 중합된 단분자층을 형성할 수 있다. 이들이 형성하는 제1 파장 흡수층(190) 및 제2 파장 흡수층(290)은 액정(LC)에 대한 우수한 배향능을 가져 액정(LC)을 수직 배향시킴과 동시에 선경사를 부여할 수 있다. 따라서 고온 공정이 요구되는 별도의 고분자계 배향층, 예컨대 폴리이미드계 배향층을 생략할 수 있어 고온 공정에 따른 표시 패널 내 구성요소의 열 손상을 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 22 내지 도 29는 도 20의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
우선 도 21 및 도 22를 참조하면, 제1 기판(102') 및 제2 기판(200')을 준비하고(S210, S220), 제1 기판(102')과 제2 기판(200') 사이에 액정 조성물(400)을 제공한다(S230).
예시적인 실시예에서, 제1 기판(102')을 준비하는 단계(S210)는 제1 베이스 기판(110), 스위칭 소자(미도시), 중간층(150), 제1 전극(170) 및 폴리이미드 고분자층(195')을 포함하는 제1 기판(102')을 준비하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 폴리이미드 고분자층(195')은 주쇄의 반복단위 내에 이미드기를 가지고, 상기 주쇄에 결합된 수직 배향기 측쇄를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 폴리이미드 고분자층(195')은 상기 주쇄에 결합된 광 개시기(initiator group) 측쇄를 더 가질 수도 있다.
폴리이미드 고분자층(195')은 제1 전극(170) 상에 배치되어 제1 전극(170) 및 중간층(150)과 각각 접할 수 있다. 즉, 제1 전극(170)과 중간층(150)은 폴리이미드 고분자층(195')에 의해 커버될 수 있다.
한편, 표면이 친수 처리된 제2 기판(200')을 준비하는 단계에 대해서는 도 11과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
액정 조성물(400)은 액정(LC)과 코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되, 발색단을 갖는 제1 화합물(C1)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 액정 조성물(400)은 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물(C2), 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물(C3), 및 코어 구조, 상기 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물(C4) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 액정 조성물(400)을 제공하는 단계(S230)는 제1 기판(102') 표면에 노출된 폴리이미드 고분자층(195')과 액정 조성물(400)이 접하도록 액정 조성물(400)을 제공하는 단계일 수 있다. 도 22는 액정 조성물(400)을 제1 기판(102') 표면에 적하하는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 액정 조성물(400)을 제2 기판(200') 표면에 적하할 수도 있다. 이 경우 액정 조성물(400)은 제2 기판(200') 표면에 노출된 제2 전극(270) 표면에 접할 수 있으며, 후술할 액정층(300)을 형성하는 단계(S240)에서 액정 조성물(400)은 제1 기판(102') 표면에 노출된 폴리이미드 고분자층(195')과 접촉할 수 있다.
이어서 도 21 내지 도 23을 참조하면, 제1 기판(102')과 제2 기판(200')을 합착하여 액정층(300)을 형성한다(S240). 예시적인 실시예에서, 제1 기판(102')과 제2 기판(200') 사이에 액정층(300)을 형성한 후 액정층(300) 내 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제3 화합물(C3)과 액정(LC) 간에 상분리가 일어날 수 있다. 예를 들어, 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)들 중 적어도 일부는 제2 기판(200') 표면에 정렬되어 제2 정렬층(290')을 형성할 수 있다.
이하, 도 24 및 도 25를 더욱 참조하여 액정층(300)을 형성하는 단계(S240)에서의 폴리이미드 고분자층(195') 및 제2 정렬층(290')에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 24는 도 23의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 23의 폴리이미드 고분자층(195') 부분을 확대한 개략도이다. 도 25는 도 23의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 23의 제2 정렬층(290') 부분을 확대한 개략도이다.
도 21 내지 도 25를 참조하면, 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제3 화합물(C3)들은 제2 기판(200') 표면에 자가 정렬되어 단분자층(즉, 제2 정렬층(290'))을 형성할 수 있다. 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)의 장축은 각각 제2 기판(200') 표면에 대해 대략 수직한 방향으로 정렬될 수 있다.
폴리이미드 고분자층(195') 표면에는 제2 전극(270) 표면에 비해 수소 결합이 가능한 관능기가 적을 수 있다. 따라서 제1 화합물(C1) 내지 제3 화합물(C3)은 폴리이미드 고분자층(195')에 비해 제2 전극(270)에 대해 화학적 선택성이 높아 제2 정렬층(290')을 형성하는 반면, 폴리이미드 고분자층(195') 표면에는 자가 정렬된 정렬층을 형성하지 않거나, 충분한 정도의 정렬층을 형성하지 않을 수 있다.
이어서 도 21 내지 도 26을 참조하면, 액정층(300)에 전계를 형성한다(S250). 액정층(300)에 전계를 형성하는 단계(S250)에 대해서는 도 16과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
이어서 도 21 내지 도 27을 참조하면, 액정층(300)에 전계가 형성된 상태에서 광을 조사한다(S260).
액정층(300)에 전계를 형성한 상태에서 광을 조사하는 단계(S260)는 제1 정렬층(190') 내의 중합성 단량체를 광 중합시켜 중합체(P1)를 형성하는 단계일 수 있다. 또, 액정층(300) 내의 중합성 단량체를 광 중합시켜 중합체(P1, P2)를 형성하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 광을 조사하는 단계(S260)는 제1 화합물(C1), 제2 화합물(C2) 및 제4 화합물(C4)의 적어도 일부를 광 중합시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 28은 도 27의 A 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 27의 액정 배향층(195) 부분을 확대한 개략도이다. 도 29는 도 27의 B 영역을 확대하여 나타낸 개략도로서, 도 27의 제2 파장 흡수층(290) 부분을 확대한 개략도이다.
도 21 내지 도 29를 참조하면, 폴리이미드 고분자층(195'), 제2 정렬층(290') 및 액정층(300)에 광이 조사되면 폴리이미드 고분자층(195')은 폴리이미드 액정 배향층(195)을 형성하고, 제2 정렬층(290')은 제2 파장 흡수층(290)을 형성할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 자가 정렬되어 단분자층을 형성한 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 액정(LC)들과 함께 장축이 기울어진 상태일 수 있다. 따라서 제2 정렬층(290') 내에서 단분자층을 형성하는 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 기울어진 상태에서 광 중합되어 중합체(P1)를 형성할 수 있다.
또, 광을 조사하는 단계(S260)에서 액정층(300) 내에서 균일하게 분산되어 있던 제4 화합물(C4)은 광 중합되어 폴리이미드 액정 배향층(195)과 제2 파장 흡수층(290) 내의 중합체(P1, P2)를 형성할 수 있다.
도면으로 표현하지 않았으나, 몇몇 실시예에서 제1 기판(102') 및 제2 기판(200')을 벤딩하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 벤딩하는 단계는, 제1 기판(102')의 제2 기판(200')과 대면하는 일면이 오목하도록 제1 기판(102')을 벤딩하고 제2 기판(200')의 제1 기판(102')과 대면하는 일면이 볼록하도록 제2 기판(200')을 벤딩하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 액정 표시 장치
11: 표시 패널
20: 백라이트 유닛
100: 제1 기판
190: 제1 파장 흡수층
200: 제2 기판
290: 제2 파장 흡수층
300: 액정층

Claims (20)

  1. 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 제1 전계 생성 전극;
    상기 제1 전계 생성 전극 상에 배치되고 액정을 포함하는 액정층; 및
    상기 제1 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 입사광 파장의 일부를 흡수하는 제1 파장 흡수층을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 흡수층은 상기 액정층 및 상기 제1 전계 생성 전극과 맞닿아 접하고,
    상기 제1 파장 흡수층은 상기 액정의 초기 배향을 유도하는 액정 배향성 파장 흡수층인 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 흡수층은,
    코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되, 발색단을 갖는 제1 화합물, 또는 상기 제1 화합물의 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 친수성기는 포르피라진계 발색단을 포함하고,
    상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 580nm 내지 600nm 범위 또는 490nm 내지 510nm 범위 내인 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 포르피라진계 발색단은 하기 화학식 2로 표현되는 액정 표시 장치.
    <화학식 2>
    Figure pat00027

    (상기 화학식 2에서,
    R21 내지 R27은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸임)
  6. 제3항에 있어서,
    상기 코어 구조는 퀴니자린계 발색단 또는 아조-나프톨계 발색단을 포함하고,
    상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 580nm 내지 600nm 범위 또는 475nm 내지 490nm 범위 내인 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 퀴니자린계 발색단은 하기 화학식 3으로 표현되고,
    상기 아조-나프톨계 발색단은 하기 화학식 4로 표현되는 액정 표시 장치.
    <화학식 3>
    Figure pat00028

    <화학식 4>
    Figure pat00029

    (상기 화학식 3에서,
    R31은 메틸 또는 에틸이고,
    R32 및 R33은 각각 독립적으로 페닐이며,
    n1은 0 내지 5의 정수이고,
    n2는 0 내지 3의 정수이며,
    n3는 0 내지 2의 정수이고,
    상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서,
    SP1 및 SP2는 각각 독립적으로 단일결합 또는 C1-12의 알킬렌기임)
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 파장 흡수층은,
    코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물,
    상기 제2 화합물의 중합체,
    코어 구조, 상기 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물, 또는
    코어 구조 및 상기 코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물의 중합체를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물은 각각 그 친수성기가 상기 제1 전계 생성 전극 측을 향하도록 정렬되고,
    상기 제1 파장 흡수층에 의해 상기 액정의 수직 배향이 유도되는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액정층 상에 배치된 제2 베이스 기판;
    상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제1 전계 생성 전극과 함께 전계를 형성하는 제2 전계 생성 전극; 및
    상기 제2 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전계 생성 전극 및 상기 액정층과 맞닿아 접하며, 상기 제1 파장 흡수층과 동일한 파장을 흡수하는 제2 파장 흡수층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액정층 상에 배치된 제2 베이스 기판;
    상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제1 전계 생성 전극과 함께 전계를 형성하는 제2 전계 생성 전극; 및
    상기 제2 전계 생성 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 제2 전계 생성 전극 및 상기 액정층과 맞닿아 접하며, 폴리이미드 고분자를 포함하는 액정 배향층을 더 포함하되,
    상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 베이스 기판과 대면하는 일면이 오목하도록 휘어진 액정 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장 흡수층 표면의 거칠기는 상기 액정 배향층 표면의 거칠기보다 작은 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    광을 제공하도록 구성된 백라이트 유닛을 더 포함하되,
    상기 백라이트 유닛으로부터 제공되어 상기 제1 파장 흡수층으로 입사되는 광은, 430nm 내지 480nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광, 530nm 내지 570nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광, 및 610nm 내지 650nm 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광을 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판과 상기 제1 전계 생성 전극 사이에 배치된 색 변환 패턴층을 더 포함하되,
    상기 색 변환 패턴층의 투과 파장 대역과, 상기 제1 파장 흡수층의 흡수 피크 파장은 중첩하는 액정 표시 장치.
  15. 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 제1 전계 생성 전극을 포함하는 제1 기판을 준비하는 단계;
    제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 제2 전계 생성 전극을 포함하는 제2 기판을 준비하는 단계; 및
    액정, 및 코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기를 포함하되 발색단을 갖는 제1 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액정 조성물은,
    코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제2 화합물,
    코어 구조의 일단에 결합된 하나 이상의 친수성기 및 상기 코어 구조의 타단에 결합된 지방족 또는 방향족 탄화수소 모이어티를 포함하는 제3 화합물, 또는
    코어 구조의 일단과 타단에 결합된 중합성기를 포함하는 제4 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액정 조성물을 제공하는 단계는, 상기 액정 조성물이 상기 제1 전계 생성 전극 및 상기 제2 전계 생성 전극과 접촉하도록 액정 조성물을 제공하는 단계인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 기판의 상기 제1 기판과 대면하는 일면이 오목하도록 상기 제2 기판을 벤딩하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제2 기판은 상기 제2 전계 생성 전극 상에 배치되고 폴리이미드 고분자를 포함하는 고분자층을 더 포함하고,
    상기 액정 조성물을 제공하는 단계는, 상기 액정 조성물이 상기 제1 전계 생성 전극 및 상기 고분자층과 접촉하도록 액정 조성물을 제공하는 단계인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 액정 조성물을 제공하여 액정층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물의 적어도 일부가 상기 제1 전계 생성 전극 표면에서 정렬되어 제1 정렬층을 형성하는 단계,
    상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제3 화합물의 적어도 일부가 상기 제2 전계 생성 전극 표면에서 정렬되어 제2 정렬층을 형성하는 단계, 및
    상기 제1 정렬층 및 상기 제2 정렬층에 의해 수직 배향된 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 액정층에 전계를 형성하는 단계; 및
    상기 전계가 형성된 상태에서 광을 조사하여, 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물 및 상기 제4 화합물의 적어도 일부를 중합시키는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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