KR20190102118A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20190102118A
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성주영
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 표시판 및 제2 표시판, 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층, 그리고 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판을 합착하는 밀봉재를 포함하고, 상기 제1 표시판은 표시 영역, 상기 표시 영역 외부에 위치하는 비표시 영역, 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 차광 부재는 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 청색 색필터를 포함하고, 상기 액정층은 복수의 액정 분자 및 복수의 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 중 적어도 하나와 인접하게 위치하고, 상기 돌기는 하기 화학식 1 표시되는 화합물의 중합체 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00065

[화학식 2]
Figure pat00066
.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 개시는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)에 의해 생성된 전기장이 형성되는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 액정층에 전기장을 형성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치가 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하다.
배향막을 사용하여 액정 분자의 배향을 수직으로 배향할 수 있다.
실시예들은 액정 표시 장치의 비표시 영역의 빛샘 불량을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 표시판 및 제2 표시판, 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층, 그리고 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판을 합착하는 밀봉재를 포함하고, 상기 제1 표시판은 표시 영역, 상기 표시 영역 외부에 위치하는 비표시 영역, 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 차광 부재는 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 청색 색필터를 포함하고, 상기 액정층은 복수의 액정 분자 및 복수의 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 중 적어도 하나와 인접하게 위치하고, 상기 돌기는 하기 화학식 1 표시되는 화합물의 중합체 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
여기서, 상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00002
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A1 및 A2가 모두 -H는 아니며, 상기 P1은
Figure pat00003
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 n은 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이고,
[화학식 2]
Figure pat00004
여기서, 상기 A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00005
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A3 및 A4가 모두 -H는 아니며, 상기 P2 및 P3은 각각 독립적으로
Figure pat00006
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, 상기 x는 y보다 작다.
상기 돌기는 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하고, 상기 액정층은 반응성 메조겐을 더 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00007
상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00008
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A1 및 A2가 모두 -H는 아니며, 상기 n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-2]
Figure pat00009
여기서, 상기 P1은
Figure pat00010
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-3]
Figure pat00011
.
상기 돌기는 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00012
상기 A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00013
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A3 및 A4가 모두 -H는 아니며, 상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, 상기 x는 y보다 작다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-2]
Figure pat00014
여기서, 상기 P2 및 P3은
Figure pat00015
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, 상기 x는 y보다 작다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-3]
Figure pat00016
.
상기 밀봉재는 상기 비표시 영역에 위치하고, 상기 제1 차광 부재는 상기 밀봉재 및 상기 표시 영역 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 위치하는 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 상기 돌기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 제1 전극은 서로 이격되는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 표시판은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치하는 제2 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 차광 부재는 상기 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 상기 청색 색필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 차례로 적층된 제1 전극 및 제1 배향막을 포함하고, 상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 상기 돌기는 상기 제2 전극에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 위치하는 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 차례로 적층된 제2 전극 및 배향막을 포함하고, 상기 돌기는 상기 제1 전극에 인접하게 위치할 수 있다.
실시예들에 따르면, 비표시 영역의 빛샘 불량을 방지하기 위한 액정 표시 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 절단선 II-II을 따라 자른 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 액정 표시 장치의 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소의 일 예를 간략하게 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 절단선 V-V선을 따라 자른 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 절단선 II-II을 따라 자른 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다. 도 2는 색필터와 차광 부재의 구조에 대해서 간략하게 도시하고, 나머지 구조에 대해서는 생략한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)의 외부에 위치하는 비표시 영역(NDA)를 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수의 화소(PX)가 위치한다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 서로 마주하는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200), 그리고 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다. 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200)은 밀봉재(330)에 의해 합착된다. 밀봉재(330)는 비표시 영역(NDA)에 위치한다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 외부에서 구동 신호를 인가 받아 표시 영역(DA)에 전달하는 구동부(500)를 포함한다. 구동부(500)는 제1 표시판(100)에 위치하고, 비표시 영역(NDA)에 위치한다.
도 2에서는 표시 영역(DA)의 구성 요소의 일부를 생략하고, 색필터와 차광 부재의 구조에 대해서 간략하게 도시하였다.
제1 표시판(100)은 제1 기판(110), 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G), 청색 색필터(230B), 차광 부재(220) 및 단차 부재(320)를 포함한다.
제2 표시판(200)은 제2 기판(210)을 포함한다.
표시 영역(DA)에 위치하는 복수의 화소(PX)는 적색을 표시하는 화소, 녹색을 표시하는 화소 및 청색을 표시하는 화소를 포함할 수 있다. 적색을 표시하는 화소, 녹색을 표시하는 화소 및 청색을 표시하는 화소는 각각 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)를 포함한다. 즉, 도 2에 도시된 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)가 각각 적색을 표시하는 화소, 녹색을 표시하는 화소 및 청색을 표시하는 화소를 나타낼 수 있다.
화소(PX)와 화소(PX) 사이에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 적색 색필터(230R) 및 적색 색필터(230R) 위에 위치하는 청색 색필터(230B)를 포함한다. 차례로 적층된 적색 색필터(230R) 및 청색 색필터(230B)의 구조에 의해 차광 효과를 높일 수 있다. 본 실시예에서는 차광 부재(220)의 적층 구조가 적색 색필터(230R) 위에 청색 색필터(230B)가 위치하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 청색 색필터(230B) 위에 적색 색필터(230R)가 위치할 수도 있다.
차광 부재(220)는 비표시 영역(NDA)에도 위치한다.
비표시 영역(NDA)에는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200)을 합착하는 밀봉재(330)가 위치한다. 비표시 영역(NDA)에 위치하는 차광 부재(220)는 밀봉재(330)와 표시 영역(DA) 사이에 위치한다. 밀봉재(330)와 제1 기판(110) 사이에 단차 부재(320)가 위치할 수 있다.
도 3은 도 1에 따른 액정 표시 장치의 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 제1 표시판(100)은 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)의 일면에 위치하는 제1 전극(191)을 포함한다. 제1 전극(191)과 제1 기판(110) 사이에 도 2에서 도시한 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G), 청색 색필터(230B) 및 차광 부재(220)가 위치할 수 있다. 제2 표시판(200)은 제2 기판(210) 및 제2 기판(210)의 일면에 위치하는 제2 전극(270)을 포함한다. 액정층(300)은 복수의 액정 분자(31) 및 복수의 돌기(13)를 포함한다. 돌기(13)는 제1 전극(191) 및 제2 전극(270)에 인접하게 위치한다.
돌기(13)는 하기 화학식 1 표시되는 화합물의 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00017
여기서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00018
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, A1 및 A2가 모두 -H는 아니다. 즉, A1이 -H이면서 동시에 A2가 -H인 구성은 제외한다.
A1 및 A-2에서
Figure pat00019
로 표시된 부분은 상기 화학식 1에 결합하는 부분을 의미한다. 다만, A1 및 A2에서, 별도의
Figure pat00020
표시가 없는 화학 구조식은, 화학 구조식 중 상기 화학식 1과 결합이 가능한 부분이라면 제한 없이 상기 화학식 1에 결합할 수 있음을 의미한다. 이는 본 기재의 다른 부분에서도 동일하다.
P1은
Figure pat00021
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이다. P1에서
Figure pat00022
로 표시된 부분은 상기 화학식에 결합하는 부분을 의미한다. 이는 본 기재의 다른 부분에서도 동일하다.
n은 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, A1 및 A2는 제1 전극(191) 또는 제2 전극(270)에 포함된 물질과 화학 결합하면서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 전극을 연결한다. 보다 구체적으로, 제1 전극(191) 및 제2 전극(270)이 A1 및 A2와 화학 결합할 수 있다.
A1 및 A2에 포함되는 화학 구조식들은 산소 원자, 질소 원자, 또는 수소 원자를 포함하며, 이러한 산소, 질소, 수소 원자들이 제1 전극(191)에 포함된 산소, 수소 원자와 수소 결합하게 된다. 이는 제2 전극(270)의 경우에도 마찬가지이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, P1은 광 조사시 중합반응이 일어나는 광반응기이다. P1에 포함된 메타크릴레이트 등은 광 조사시 이웃하는 P1과 광중합하여 중합체를 형성하고, 광중합에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 돌기(13)를 형성하게 된다.
돌기(13)가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 경우, 액정층(300)은 반응성 메조겐을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 의해 액정 분자(31)가 수직 배향되고, 돌기(13) 및 반응성 메조겐의 중합에 의해 액정 분자(31)가 선경사를 형성할 수 있다.
이에 한정되지 않고, 돌기(13)는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00023
여기서, A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00024
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, A3 및 A4가 모두 -H는 아니다. 즉, A3이 -H이면서 동시에 A4가 -H인 구성은 제외한다.
A3 및 A-4에서
Figure pat00025
로 표시된 부분은 상기 화학식 2에 결합하는 부분을 의미한다. 다만, A3 및 A4에서, 별도의
Figure pat00026
표시가 없는 화학 구조식은, 화학 구조식 중 상기 화학식 2와 결합이 가능한 부분이라면 제한 없이 상기 화학식 2에 결합할 수 있음을 의미한다. 이는 본 기재의 다른 부분에서도 동일하다.
P2 및 P3은 각각 독립적으로
Figure pat00027
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이다. P2 및 P3에서
Figure pat00028
로 표시된 부분은 상기 화학식 2에 결합하는 부분을 의미한다. 이는 본 기재의 다른 부분에서도 동일하다.
x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, x는 y보다 작다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물에서, A3 및 A4는 제1 전극(191) 또는 제2 전극(270)에 포함된 물질과 화학 결합하면서, 화학식 2로 표시되는 화합물과 전극을 연결한다. 보다 구체적으로, 제 제1 전극(191) 및 제2 전극(270)이 A3 및 A4와 화학 결합할 수 있다.
A3 및 A4에 포함되는 화학 구조식들은 산소 원자, 질소 원자, 또는 수소 원자를 포함하며, 이러한 산소, 질소, 수소 원자들이 제1 전극(191)에 포함된 산소, 수소 원자와 수소 결합하게 된다. 이는 제2 전극(270)의 경우에도 마찬가지이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물에서, P2 및 P3은 광 조사시 중합반응이 일어나는 광반응기이다. P2 및 P3에 포함된 메타크릴레이트 등은 광 조사시 이웃하는 P2 또는 P3와 광중합하여 중합체를 형성하고, 광중합에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 돌기(13)를 형성하게 된다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 광반응기인 P2 및 P3가 포함되어, 하나의 화합물에 2개의 광반응기가 포함된 구조이고, P2 및 P3가 각각 연결된 탄소 사슬의 길이가 서로 상이한 구조이다. 즉, 상기 화학식 2에서 x은 y보다 작기 때문에 P2이 연결된 탄소 사슬의 길이가 더 짧다. 이러한 구조를 갖는 경우, 광반응기가 서로 반응할 수 있는 부분이 다양해지기 때문에, 광중합 반응이 보다 견고해질 수 있다. 따라서, 실질적으로 광중합 반응이 일어나는 부분이 화학식 2의 일 가장자리(P3)와 중간 영역(P2)으로 확장되어, 광중합 반응에 의한 중합체가 보다 견고하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 돌기(13)가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 경우, 별도의 배향막이나 반응성 메조겐이 요구되지 않는다. 상기 화학식 2로 표시되는 화합물에 의해 액정 분자(31)가 수직 배향되고, 돌기(13)에 의해 액정 분자(31)가 선경사를 형성할 수 있다.
이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합체 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 액정 분자의 수직 배향을 유도할 수 있는 구조를 갖고 있고, 돌기(13)가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합체 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함함에 따라, 배향막 없이도 액정 분자(31)가 수직 배향되고, 선경사를 형성할 수 있다.
또한, 돌기(13)는 비표시 영역(NDA)의 밀봉재(330)와 표시 영역(DA) 사이에도 위치한다. 이에, 배향막 없이도, 밀봉재(330)와 표시 영역(DA) 사이에 위치하는 액정 분자(31)를 수직으로 배향할 수 있으므로, 이 부분에서의 빛샘 불량을 방지할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00029
A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00030
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, A1 및 A2가 모두 -H는 아니다.
n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-2]
Figure pat00031
P1은
Figure pat00032
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이다.
n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-3]
Figure pat00033
상기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물은 하기와 같은 반응식으로 제조될 수 있다. 그러나 이는 일 예시일 뿐으로, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00034
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00035
A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
Figure pat00036
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, A3 및 A4가 모두 -H는 아니다.
x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, x는 y보다 작다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-2]
Figure pat00037
P2 및 P3은 각각 독립적으로
Figure pat00038
로 이루어진 군에서 선택되는 하나이다.
x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며, x는 y보다 작다.
보다 구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-3]
Figure pat00039
상기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물은 하기와 같은 반응식으로 제조될 수 있다. 그러나 이는 일 예시일 뿐으로, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00040
그러면, 도 4 및 도 5를 참고하여 상기 차광 부재 및 돌기가 적용된 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대해 상세하게 설명한다. 그러나, 본 실시예에서 설명하는 액정 표시 장치의 구조는 예시적인 것으로, 본 발명이 하기와 같은 화소 구조에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소의 일 예를 간략하게 도시한 평면도이다. 도 5는 도 4의 절단선 V-V선을 따라 자른 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 서로 마주하는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200), 그리고 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)에 대하여 먼저 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 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), 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 위치한다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에 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 트랜지스터를 구성하고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체층(154b)과 함께 제2 트랜지스터를 구성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)는 제3 반도체층(154c)과 함께 제3 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) 부분 위에 제1 보호막(180p)이 위치한다. 제1 보호막(180p)을 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 보호막(180p) 위에 적색 색필터(230R) 및 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 적색 색필터(230R) 및 적색 색필터(230R) 위에 위치하는 청색 색필터(230B)를 포함한다. 도 4 및 도 5에는 적색 색필터(230R)를 포함하는 화소 즉, 적색을 표시하는 화소를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 색필터는 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)일 수 있다.
적색 색필터(230R) 및 차광 부재(220) 위에 제2 보호막(180q)이 위치한다. 제2 보호막(180q)은 적색 색필터(230R) 및 차광 부재(220)의 단차를 없애는 역할을 하며, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제2 보호막(180q)은 적색 색필터(230R) 및 차광 부재(220)가 들뜨는 것을 방지하고 적색 색필터(230R) 및 차광 부재(220)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(300)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
제1 보호막(180p), 차광 부재(220) 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.
또한, 제1 보호막(180p), 차광 부재(220) 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 제1 전극(191)이 위치한다. 제1 전극(191)은 전기장 생성 전극의 하나로, 제1 전극(191)은 화소 전극일 수 있다. 제1 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.
차광 부재(220)는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 차광 부재(220)는 데이터선(171)과 중첩할 수 있다. 즉, 차광 부재(220)는 화소와 화소 사이에 위치할 수 있다.
제1 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질을 포함할 수 있다.
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 제2 표시판(200)의 제2 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(300)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층(300)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터 및 제1 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 트랜지스터 구조 및 제1 전극(191) 디자인을 변형할 수 있다.
다음, 제2 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110)과 이격되어 중첩하도록 제2 기판(210)이 위치한다. 제2 기판(210)의 일면에 제2 전극(270)이 위치한다. 제2 전극(270)은 제1 전극(191)가 마주한다. 제2 전극(270)은 제1 표시판(100)의 제1 전극(191)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층(300)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 제2 전극(270)은 공통 전극일 수 있다.
액정층(300)은 액정 분자(31) 및 돌기(13)를 포함한다. 돌기(13)은 제1 전극(191) 및 제2 전극(270)에 인접하게 위치한다. 돌기(13)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 중합된 중합체일 수 있다. 돌기(13)가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 중합된 중합체일 경우, 액정층(300)에 반응성 메조겐이 더 포함될 수 있다.
한편, 액정층(300)은 미반응 상태인 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 과정에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 액정층(300) 내부에 포함되었다가 반응하여 각각 돌기를 형성하는데, 이 때 일부 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 일부가 반응하지 않고 액정층(300) 내에 남아 있을 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 돌기(13)가 제1 전극(191) 및 제2 전극(270)에 인접하게 위치하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 제1 전극(191) 및 제2 전극(270) 중 한 전극에만 인접하게 위치할 수도 있다. 이러한 구조에 대해 도 6 및 도 7을 참고하여 설명한다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면의 일 예를 간략하게 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 서로 마주하는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200), 그리고 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)의 일면에 차례로 적층된 제1 전극(191) 및 제1 배향막(12)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 기판(210) 및 제2 기판(210)의 일면에 위치하는 제2 전극(270)을 포함한다.
액정층(300)은 복수의 액정 분자(31) 및 복수의 돌기(13)를 포함한다. 돌기(13)는 제2 전극(270)에 인접하게 위치한다. 돌기(13)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체일 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 서로 마주하는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200), 그리고 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)의 일면에 위치하는 제1 전극(191)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 기판(210) 및 제2 기판(210)의 일면에 차례로 적층된 제2 전극(270) 및 제2 배향막(22)을 포함한다.
액정층(300)은 복수의 액정 분자(31) 및 복수의 돌기(13)를 포함한다. 돌기(13)는 제1 전극(191)에 인접하게 위치한다. 돌기(13)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체일 수 있다.
도 6 및 도 7의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 곡면형 표시 장치일 수 있다. 곡면형 표시 장치의 경우, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 인접한 액정 분자(31)에 모두 선경사가 형성되었을 때, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 미스-얼라인에 의해 얼룩 등이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
이에, 곡면형 액정 표시 장치에서는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 중 어느 하나에 인접한 액정 분자에만 선경사가 형성되고, 다른 기판에 인접한 액정 분자에는 선경사가 형성되지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 도 6 및 도 7의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 돌기(13)가 제2 전극(270) 또는 제1 전극(191)에만 인접하게 위치하여 인접 액정 분자에 선경사를 형성한다. 그러나, 돌기(13)가 제1 배향막(12) 및 제2 배향막(22)에 인접하게 위치하지 않고, 제1 배향막(12) 및 제2 배향막(22)은 수직 배향막이므로, 제1 배향막(12) 및 제2 배향막(22)에 인접한 액정 분자에 선경사가 형성되지 않는다.
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.
13: 돌기 100: 제1 표시판
191: 제1 전극 200: 제2 표시판
220: 차광 부재 270: 제2 전극
300: 액정층

Claims (20)

  1. 서로 마주하는 제1 표시판 및 제2 표시판,
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판을 합착하는 밀봉재를 포함하고,
    상기 제1 표시판은 표시 영역, 상기 표시 영역 외부에 위치하는 비표시 영역, 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 차광 부재를 포함하고,
    상기 제1 차광 부재는 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 청색 색필터를 포함하고,
    상기 액정층은 복수의 액정 분자 및 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 중 적어도 하나와 인접하게 위치하고,
    상기 돌기는 하기 화학식 1 표시되는 화합물의 중합체 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 1]
    Figure pat00041

    여기서, 상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00042

    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A1 및 A2가 모두 -H는 아니며,
    상기 P1은
    Figure pat00043
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 n은 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이고,
    [화학식 2]
    Figure pat00044

    여기서, 상기 A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00045

    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A3 및 A4가 모두 -H는 아니며,
    상기 P2 및 P3은 각각 독립적으로
    Figure pat00046
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며,
    상기 x는 y보다 작다.
  2. 제1항에서,
    상기 돌기는 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하고,
    상기 액정층은 반응성 메조겐을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00047

    상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00048
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A1 및 A2가 모두 -H는 아니며,
    상기 n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
  4. 제2항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 1-2]
    Figure pat00049

    여기서, 상기 P1은
    Figure pat00050
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 n은 1 내지 12 사이의 정수이다.
  5. 제2항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 1-3]
    Figure pat00051
    .
  6. 제1항에서,
    상기 돌기는 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00052

    상기 A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00053
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A3 및 A4가 모두 -H는 아니며,
    상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며,
    상기 x는 y보다 작다.
  8. 제6항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-2로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 2-2]
    Figure pat00054

    여기서, 상기 P2 및 P3은
    Figure pat00055
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며,
    상기 x는 y보다 작다.
  9. 제6항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 2-3]
    Figure pat00056
    .
  10. 제1항에서,
    상기 밀봉재는 상기 비표시 영역에 위치하고,
    상기 제1 차광 부재는 상기 밀봉재 및 상기 표시 영역 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 위치하는 제1 전극을 포함하고,
    상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인접하게 위치하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 전극은 서로 이격되는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 표시판은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치하는 제2 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 차광 부재는 상기 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 상기 청색 색필터를 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 차례로 적층된 제1 전극 및 제1 배향막을 포함하고,
    상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제2 전극에 인접하게 위치하는 액정 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 제1 표시판은 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면에 위치하는 제1 전극을 포함하고,
    상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판의 일면에 차례로 적층된 제2 전극 및 배향막을 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제1 전극에 인접하게 위치하는 액정 표시 장치.
  17. 서로 마주하는 제1 표시판 및 제2 표시판,
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판을 합착하는 밀봉재를 포함하고,
    상기 제1 표시판은 표시 영역, 상기 표시 영역 외부에 위치하는 비표시 영역, 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 차광 부재를 포함하고,
    상기 제1 차광 부재는 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 청색 색필터를 포함하고,
    상기 액정층은 복수의 액정 분자, 복수의 돌기 및 반응성 메조건을 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판에 인접하게 위치하고,
    상기 돌기는 하기 화학식 1 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 1]
    Figure pat00057

    여기서, 상기 A1 및 A2는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00058

    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A1 및 A2가 모두 -H는 아니며,
    상기 P1은
    Figure pat00059
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 n은 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이다.
  18. 제17항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 1-3]
    Figure pat00060
    .
  19. 서로 마주하는 제1 표시판 및 제2 표시판,
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판을 합착하는 밀봉재를 포함하고,
    상기 제1 표시판은 표시 영역, 상기 표시 영역 외부에 위치하는 비표시 영역, 상기 비표시 영역에 위치하는 제1 차광 부재를 포함하고,
    상기 제1 차광 부재는 적색 색필터 및 상기 적색 색필터 위에 위치하는 청색 색필터를 포함하고,
    상기 액정층은 복수의 액정 분자 및 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 돌기는 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판에 인접하게 위치하고,
    상기 돌기는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 2]
    Figure pat00061

    여기서, 상기 A3 및 A4는 각각 독립적으로 -H, -OH,
    Figure pat00062

    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며, 다만, 상기 A3 및 A4가 모두 -H는 아니며,
    상기 P2 및 P3은 각각 독립적으로
    Figure pat00063
    로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
    상기 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12 사이의 정수이며,
    상기 x는 y보다 작다.
  20. 제19항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-3으로 표시되는 화합물인 액정 표시 장치:
    [화학식 2-3]
    Figure pat00064
    .
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