KR100774566B1 - Glass substrate for liquid crystal display device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
저온에서 박막트랜지스터를 형성하기에 적합하고, 저렴한 액정 표시 장치용 유리 기판과 그 제조 방법이 개시되어 있다. 소다 라임 유리 기판상에 화학 기상 증착 방법을 사용하여 디실록산 모노머를 표면처리하거나, 실세스튀옥산 올리고머를 스핀코팅한 후, 경화하여 표면처리하여 장벽층을 형성한다. 장벽층은 나트륨과 같은 알칼리 성분이 유기 기판 내부로 확산되거나, 산소 또는 물 분자등이 표시 장치 외부로부터의 투과를 방지할 수 있다.A low cost glass substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which are suitable for forming a thin film transistor at a low temperature, are disclosed. The disiloxane monomer is surface-treated on a soda lime glass substrate using a chemical vapor deposition method, or spin-coated silsestuoxane oligomer, followed by curing and surface-treating to form a barrier layer. The barrier layer may prevent an alkali component such as sodium from diffusing into the organic substrate or preventing oxygen or water molecules from being transmitted from the outside of the display device.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
도 2는 플라즈마 화학 기상 증착법에 의하여 테트라메틸디실록산을 산소 분위기하에서 제1 및 제2 장벽층을 형성하는 반응식을 나타낸다.FIG. 2 shows a reaction scheme for forming the first and second barrier layers of tetramethyldisiloxane in an oxygen atmosphere by plasma chemical vapor deposition.
도 3은 상기 올리고오르가노실세스퀴옥산 수지와 경화제의 반응에 의해 경화하는 과정을 나타내는 반응식이다.3 is a scheme illustrating a process of curing by the reaction of the oligoorganosilsesquioxane resin and a curing agent.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 유리 기판 110: 기판100: glass substrate 110: substrate
102: 제1 장벽층 104: 제2 장벽층102: first barrier layer 104: second barrier layer
본 발명은 액정 표시 장치용 유리 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터를 형성하는 데 사용되는 유리 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a glass substrate for a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a glass substrate used to form a thin film transistor in a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
액정표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자 배 열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광 산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 장치로서 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다. 상기 액정표시 장치는 크게 TN(twisted nematic) 방식과 STN(super-twisted nematic) 방식으로 분류할 수 있으며, 구동 방식의 차이에 따라서는 스위칭 소자 및 TN 액정을 이용한 액티브 매트릭스(active matrix) 표시 방식과 STN 액정을 이용한 패시브 매트릭스(passive matrix) 표시 방식으로 나눌 수 있다. 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 스위칭 소자로 이용하여 액정을 구동하는 방식인 박막 트랜지스터-액정표시 장치(TFT-LCD)는 비교적 간단한 회로 구성을 갖기 때문에 컴퓨터의 모니터 등에 널리 사용되고 있다.A liquid crystal display device applies a voltage to a specific molecular arrangement of a liquid crystal to convert it into another molecular arrangement, and visually changes optical properties such as birefringence, photoreactivity, dichroism, and light scattering characteristics of the liquid crystal cell that emit light by the molecular arrangement. It is a display apparatus using the modulation of the light by a liquid crystal cell as an apparatus which converts into a change. The liquid crystal display may be broadly classified into a twisted nematic (TN) method and a super-twisted nematic (STN) method, and an active matrix display method using a switching element and a TN liquid crystal according to a difference in driving method. It can be divided into a passive matrix display method using an STN liquid crystal. BACKGROUND ART A thin film transistor-liquid crystal display device (TFT-LCD), which is a method of driving a liquid crystal using a thin film transistor (TFT) as a switching element, has a relatively simple circuit configuration and is widely used in a computer monitor and the like.
대체로 액정표시 장치는 전기적인 신호를 인가 받아 광선의 투과 여부를 결정하는 액정이 구비된 액정 패널을 구비한다. 이와 같은 액정 패널은 자체적으로 발광하지 못하는 수동 광소자이므로, 액정 패널의 후면에 액정표시 장치에 광을 제공하기 위한 백 라이트(back light) 어셈블리를 장착하게 된다.Generally, a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a liquid crystal configured to determine whether light is transmitted through an electric signal. Since the liquid crystal panel is a passive optical device that does not emit light by itself, a back light assembly for providing light to the liquid crystal display device is mounted on the rear side of the liquid crystal panel.
상기 액정 패널에는 화면을 표시하기 위하여 화면 데이터를 인가하기 위한 소오스 구동 회로(IC)를 포함하는 소오스부와 액정 패널의 박막 트랜지스터의 게이트 소자를 구동하기 위한 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동 회로(IC)를 포함하는 게이트부가 형성된다. 외부로부터 인가된 화상 신호는 인쇄 회로 기판에서 액정 패널을 구동하기 위한 데이터 신호와 박막 트랜지스터를 구동하기 위한 게이트 신호로 전환된다. 이들 데이터 신호와 게이트 신호는 상기 소오스부 및 게이트부를 거쳐서 상기 액정 패널의 트랜지스터에 인가된다. 이를 통하여 액정 패널의 액정은 전기적인 신호를 받게 되고, 이에 따라 백 라이트 어셈블리로부터의 광선을 조정하여 화면을 구성하게 된다.The liquid crystal panel includes a source portion including a source driving circuit (IC) for applying screen data to display a screen, and a gate driving circuit (IC) for applying a gate signal for driving a gate element of a thin film transistor of the liquid crystal panel. A gate portion including a is formed. The image signal applied from the outside is converted into a data signal for driving the liquid crystal panel and a gate signal for driving the thin film transistor in the printed circuit board. These data signals and gate signals are applied to the transistors of the liquid crystal panel via the source and gate portions. Through this, the liquid crystal of the liquid crystal panel receives an electrical signal, thereby adjusting the light beam from the backlight assembly to configure the screen.
액정 표시 패널은 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 및 이들 기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다. 박막 트랜지스터 기판은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리기판이다. 상기 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진 화소전극이 형성된다. 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터의 소오스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 박막 트랜지스터는 턴-온 또는 턴-오프되어 드레인 단자로는 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 출력된다.The liquid crystal display panel is composed of a thin film transistor substrate, a color filter substrate, and liquid crystal injected between these substrates. The thin film transistor substrate is a transparent glass substrate on which a matrix thin film transistor is formed. A data line is connected to a source terminal of the thin film transistors, and a gate line is connected to a gate terminal. In addition, a pixel electrode made of indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material, is formed in the drain terminal. When electrical signals are input to the data lines and the gate lines, electrical signals are input to the source and gate terminals of the respective thin film transistors, and the thin film transistors are turned on or turned off according to the input of the electrical signals, thereby draining the drain terminals. The furnace outputs an electrical signal necessary for pixel formation.
상기 박막 트랜지스터 기판에 대향하여 컬러 필터 기판이 구비되어 있다. 컬러필터 기판은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB화소가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터 기판의 전면에는 ITO로 이루어진 공통전극이 도포되어 있다.The color filter substrate is provided to face the thin film transistor substrate. The color filter substrate is a substrate in which RGB pixels, which are color pixels in which a predetermined color is expressed while light passes, are formed by a thin film process. The front surface of the color filter substrate is coated with a common electrode made of ITO.
상술한 박막 트랜지스터 기판의 트랜지스터의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과 도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.When power is applied to the gate terminal and the source terminal of the transistor of the thin film transistor substrate described above and the thin film transistor is turned on, an electric field is formed between the pixel electrode and the common electrode of the color filter substrate. Such an electric field changes the arrangement angle of the liquid crystal injected between the thin film transistor substrate and the color filter substrate, and changes the light transmittance according to the changed arrangement angle to obtain a desired pixel.
이러한 액정 표시 패널을 제조하기 위한 기판으로서는 투명한 글래스가 사용되고 있다. 요구되는 기판의 특성으로서는 무알카리성, 내열성, 내약품성등을 들 수 있다. 구체적으로, 유리기판으로부터 알칼리성분이 용출되면 기판상에 형성된 박막 소자의 특성을 열화시키기 때문에 액티브 매트릭스형의 유리 기판은 알칼리 성분이 적어야 한다. 또한, 유리는 가열 전후에 칫수가 변하는 경우가 있는데, 액티브 매트릭스는 기판상에 다수의 반도체 공정을 거치면서 형성된다. 다수의 반도체 공정을 거치는 동안에 기판은 가열과 냉각을 반복하게 되므로, 기판은 열변화에 안정하여야 한다. 또한, 액티브 매트릭스를 형성하기 위하여는 금속이나 산화물등을 에칭하게 된다. 이러한 경우에 기판은 금속이나 산화물의 에천트에 대하여 안정성을 갖고 있어야 한다. Transparent glass is used as a board | substrate for manufacturing such a liquid crystal display panel. As a characteristic of the board | substrate which is requested | required, alkali resistance, heat resistance, chemical resistance, etc. are mentioned. Specifically, since the alkali component is eluted from the glass substrate, the characteristics of the thin film element formed on the substrate are deteriorated. Therefore, the active matrix glass substrate should have less alkali component. In addition, the glass may vary in dimensions before and after heating, and the active matrix is formed on the substrate through a plurality of semiconductor processes. Since the substrate is repeatedly heated and cooled during many semiconductor processes, the substrate must be stable to thermal changes. In addition, in order to form an active matrix, a metal or an oxide is etched. In this case, the substrate must be stable against the etchant of the metal or oxide.
단순 매트릭스형 액정 표시 장치는 300℃이하의 비교적 저온에서 제조할 수 있기 때문에, 값 싼 소다 라임 글래스를 사용하여 액정 표시 패널을 제조한다. 가 사용되고 있다. 그렇지만 아몰퍼스 실리콘 박막트랜지스터를 포함한 액티브 매트릭스가 구성된 액정 패널을 형성하기 위하여는 300℃이상의 고온 공정을 거쳐야 하기 때문에 열충격이나 급격한 온도 변화에 대한 저항성이 크고, 내 에칭성도 우수한 알루미노-실리케이트 글래스가 사용되고 있다. 그렇지만, 이러한 알루미노-실리케이트 글래스는 가격이 비싸서 액정 표시 패널의 재료비중의 큰 부분을 차지한다. Since the simple matrix liquid crystal display device can be manufactured at a relatively low temperature of 300 ° C. or lower, a liquid crystal display panel is manufactured using inexpensive soda lime glass. Is being used. However, in order to form a liquid crystal panel composed of an active matrix including an amorphous silicon thin film transistor, a high temperature process of 300 ° C. or more is required. Therefore, alumino-silicate glass having high resistance to thermal shock and sudden temperature change and excellent etching resistance is used. . However, such alumino-silicate glass is expensive and occupies a large part of the material ratio of the liquid crystal display panel.
최근에는 200℃이하의 저온에서 박막트랜지스터를 형성할 수 있는 공정이 개발되면서 고온에서의 열충격성이나 온도 변화에 대한 저항성이 요구되는 것은 완화 되었다. 따라서, 내열성 이외의 다른 특성만을 만족시킨다면 저렴한 소다 라임글래스를 액정 패널용 기판으로서 사용하는 것이 원가면에서 바람직할 것으로 생각되어 왔다. 종래에 소다 라임 글래스를 액정 패널용 기판으로 사용할 때에는 기판에 나트륨이온과 같은 알칼리 성분에 대한 저항성을 높이기 위하여 산화 실리콘막을 코팅하여 사용하였다. 또한, 미합중국 특허 제5,830,252호에는 유리에 금속 산화물층을 코팅하여 알칼리 이온의 확산을 방지하는 방법도 제안되어 있다. 그렇지만, 이러한 산화막이 코팅된 소다 라임 글래스는 단순 매트릭스형 액정 표시 장치를 제조하는 데는 적합하지만, 산화막은 많은 에천트에 의해 식각되기 때문에 내화학성이 좋지않다. 따라서, 저온에서 형성되는 아몰포스형 박막트랜지스터를 형성하기 위한 기판용으로서는 바람직하지 않다.Recently, as a process for forming a thin film transistor at a low temperature of 200 ° C. or lower has been developed, the demand for resistance to thermal shock and temperature change at high temperatures has been alleviated. Therefore, it has been thought that it is preferable to use inexpensive soda lime glass as a liquid crystal panel substrate if it only satisfies other characteristics than heat resistance. Conventionally, when soda lime glass is used as a liquid crystal panel substrate, a silicon oxide film is coated on the substrate to increase resistance to alkali components such as sodium ions. U.S. Patent No. 5,830,252 also proposes a method of coating a metal oxide layer on glass to prevent diffusion of alkali ions. However, such an oxide-coated soda lime glass is suitable for manufacturing a simple matrix liquid crystal display device, but the oxide film is poor in chemical resistance because it is etched by many etchant. Therefore, it is not suitable for the board | substrate for forming the amorphous thin film transistor formed at low temperature.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 제1의 목적은 저온에서 박막트랜지스터를 형성하기에 적합하고, 저렴한 액정 표시 장치용 유리 기판을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a glass substrate for a liquid crystal display device, which is suitable for forming a thin film transistor at a low temperature.
본 발명의 제2의 목적은 상술한 액정 표시 장치의 유리 기판을 제조하는 데 적합한 방법을 제공하는 것이다. A second object of the present invention is to provide a method suitable for producing the glass substrate of the liquid crystal display device described above.
상술한 본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 소다-라임 글래스로 이루어진 기판; 및 상기 기판의 적어도 일면에 형성되고 유기 실리콘계 물질로 이루어진 장벽 코팅층으로 이루어진 액정 표시 장치용 유리 기판를 제공한다. In order to achieve the first object of the present invention described above, the present invention, a substrate made of soda-lime glass; And a barrier coating layer formed on at least one surface of the substrate and formed of an organic silicon-based material.
상술한 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소다-라임 글래스로 이루어진 기판을 제공하는 단계; 및 상기 기판의 적어도 일면에 유기 실리콘계 물질로 이루어진 장벽층을 코팅하는 단계로 이루어진 액정 표시 장치용 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the second object of the present invention described above, the present invention provides a method comprising the steps of providing a substrate made of soda-lime glass; And coating a barrier layer made of an organic silicon-based material on at least one surface of the substrate.
본 발명에 의하면, 소다 라임 유리 기판상에 화학 기상 증착 방법을 사용하여 디실록산 모노머를 표면처리하거나, 실세스튀옥산 올리고머를 스핀코팅한 후, 경화하여 표면처리하여 장벽층을 형성한다. 장벽층은 나트륨과 같은 알칼리 성분이 유기 기판 내부로 확산되거나, 산소 또는 물 분자등이 표시 장치 외부로부터의 투과를 방지할 수 있다.According to the present invention, a disiloxane monomer is surface-treated on a soda lime glass substrate using a chemical vapor deposition method or spin-coated with a silsestuoxane oligomer, followed by curing to form a barrier layer. The barrier layer may prevent an alkali component such as sodium from diffusing into the organic substrate or preventing oxygen or water molecules from being transmitted from the outside of the display device.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 유리 기판 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the glass substrate for liquid crystal display devices and its manufacturing method which concern on the preferable Example of this invention are demonstrated in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판(100)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a
도 1를 참조하면, 액정 표시 장치용 유리 기판(100)는 소다 라임 글래스로 이루어진 기판(110)을 포함한다. 상기 기판(110)의 상면에는 제1 장벽층(102)이 형성되어 있고, 기판의 하면(110)에는 제2 장벽층(104)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, the
기판(110)은 전술한 바와 같이, 소다 라임 글래스로 이루어진다. 소다라임 글래스는 내부에 다량의 알칼리 성분을 포함하는 것으로 알려져 있다. 알칼리 용출량은 Na2O로 계산되어 cm3당 0.8 내지 1.1㎍정도이다. 기판(110)의 두께는 1.1mm, 0.7mm, 0.55mm, 0.4mm 등의 규격이 이용된다.
As described above, the
이러한 알칼리 성분은 액정 재료나 실(seal)재에 대하여 나쁜 영향을 미친다. 따라서, 이러한 알칼리 성분이 기판(110)상에 형성되는 소자로 확산되는 것을 방지하기 위하여 제1 장벽층(102) 및 제2 장벽층(104)을 형성한다. 이 들 제1 및 제2 장벽층(102, 104)은 또한 산소 또는 물 분자들이 표시 장치의 외부로부터 투과되는 것을 방지한다. Such an alkali component has a bad influence on a liquid crystal material or a seal material. Accordingly, the
본 실시예에 따르면 제1 및 제2 장벽층(102, 104)을 기판의 양면에 형성하였지만, 필요에 따라서는 소자가 형성되는 쪽의 기판(110)의 일면에 형성할 수도 있다. 제1 및 제2 장벽층(102, 104)의 두께는 2000 내지 3000Å, 바람직하게는 2500Å이다.According to the present exemplary embodiment, the first and second barrier layers 102 and 104 are formed on both surfaces of the substrate. However, if necessary, the first and second barrier layers 102 and 104 may be formed on one surface of the
제1 및 제2 장벽층(102, 104)을 형성하는 방법으러서는 플라즈마를 이용한 화학 기상 증착방법, 졸-겔 법, 양극화법(anodization), 스핀 코팅법, 마이크로 에멀젼법등을 들 수 있다. 그중에서도 특히, 플라즈마를 이용한 화학 기상 증착 방법과 스핀 코팅법에 의한 방법을 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the method for forming the first and second barrier layers 102 and 104 include a chemical vapor deposition method using a plasma, a sol-gel method, anodization method, a spin coating method, a microemulsion method, and the like. Especially, it is preferable to use the chemical vapor deposition method using a plasma, and the method by a spin coating method.
플라즈마 화학 기상 증착방법에 의하면, 디실록산계 모노머를 사용하여 산소분위기하에서 플라즈마를 인가하여 수행한다. 이 때 사용되는 디실록산계 모노머로서, 모노메틸디실록산, 디메틸디실록산, 트리메틸디실록산, 테트라메틸디실록산, 모노에틸디실록산, 디에틸디실록산, 트리에틸디실록산, 테트라에틸디실록산 등을 들 수 있다. 플라스마 화학 기상 증착법은 통상적인 조건하에서 수행한다.According to the plasma chemical vapor deposition method, a plasma is applied under an oxygen atmosphere using a disiloxane monomer. Examples of the disiloxane monomers used at this time include monomethyldisiloxane, dimethyldisiloxane, trimethyldisiloxane, tetramethyldisiloxane, monoethyldisiloxane, diethyldisiloxane, triethyldisiloxane, tetraethyldisiloxane, and the like. Can be. Plasma chemical vapor deposition is performed under conventional conditions.
도 2는 플라즈마 화학 기상 증착법에 의하여 테트라메틸디실록산을 산소 분위기하에서 제1 및 제2 장벽층(102, 104)을 형성하는 반응식을 나타낸다. 테타라메 틸디실록산과 산소와의 반응은 40 내지 60℃, 바람직하게는 50℃에서 수행한다. 증착되는 속도는 10 내지 30Å/sec, 바람직하게는 20Å/sec이다.FIG. 2 shows a reaction scheme for forming the first and second barrier layers 102 and 104 from tetramethyldisiloxane in an oxygen atmosphere by plasma chemical vapor deposition. The reaction of tetaramethyldisiloxane with oxygen is carried out at 40 to 60 ° C, preferably at 50 ° C. The deposition rate is 10 to 30 ms / sec, preferably 20 ms / sec.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 장벽 코팅층(102, 104)은 유기 실록산 수지를 스핀 코팅한 후, 열 경화하여 형성된 유기 수지층이다. 상기 유기 수지의 예로서는 알킬실란트리올을 중합하여 형성한 올리고오르가노실세스퀴옥산(oligoorganosilsesquioxane) 수지를 들 수 있다. 상기 올리고오르가노실세스퀴옥산수지는 수십만 내지 수백만의 분자량을 갖는 수지를 경화제로서 사용하여 용매중에서 혼합한 후, 스핀 코터에서 500 내지 1000RPM의 속도로 코팅한 다음 경화한다. According to another embodiment of the present invention, the first and second barrier coating layers 102 and 104 are organic resin layers formed by spin coating an organosiloxane resin and then thermally curing the organosiloxane resin. As an example of the said organic resin, the oligoorgano silsesquioxane resin formed by superposing | polymerizing the alkylsilane triol is mentioned. The oligoorganosilsesquioxane resin is mixed in a solvent using a resin having a molecular weight of several hundred thousand to several million as a curing agent, then coated at a speed of 500 to 1000 RPM in a spin coater and then cured.
도 3은 알킬실란 트리올을 사용하여 상기 올리고오르가노실세스퀴옥산 수지를 생성하는 과정을 나타내는 반응식이다. 도 3에서 R은 수소, 메틸기, 에틸기, 또는 기타 알킬기를 나타내고, Me는 메틸기를 나타내고, n은 양의 정수를 나타낸다.3 is a scheme illustrating a process of producing the oligoorganosilsesquioxane resin using an alkylsilane triol. In FIG. 3, R represents hydrogen, a methyl group, an ethyl group, or other alkyl group, Me represents a methyl group, and n represents a positive integer.
나트륨 이온의 확산 시험Diffusion Test of Sodium Ion
본 발명에 따른 제1 및 제2 장벽층이 소다 라임 글래스에서 발생하는 나트륨이온이 액정 또는 박막 트랜지스터 쪽으로 확산하는 것을 방지할 수 있는지 평가하였다. 샘플 시료는 다음과 같이 준비하였다.It was evaluated whether the first and second barrier layers according to the present invention can prevent the diffusion of sodium ions generated in soda lime glass toward the liquid crystal or thin film transistor. Sample Samples were prepared as follows.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 의해 샘플 1 내지 4를 준비하였다. 즉, 플라즈마 화학 기상 증착법에 의하여 테트라메틸디실록산을 산소 분위기하에서 제1 및 제2 장벽층(102, 104)을 형성하였다. 테트라메틸디실록산과 산소와의 반응은 50℃에서 수행하였고, 증착 속도는 20Å/sec이었다. 이 때, 형성되는 유기 실리콘계 코팅막의 성분은 도 2에 도시한 바와 같이, SiO1.8-2.4C0.3-1.0H0.7-4.0이었다.
또한, 종래의 사용되었던 알루미노-실리케이트 글래스(Corning 1737, 코닝사의 상품명)을 비교 샘플 1로서 준비하였다.In addition, conventionally used alumino-silicate glass (Corning 1737, trade name of Corning) was prepared as
샘플 1 내지 5에 아몰퍼스 실리콘을 증착한 후, 2시간동안 아닐링하였다. 하기 표 1에 샘플 1 내지 5의 아몰퍼스 실리콘의 증착온도, 증착 두께, 아닐링 온도를 나타낸다.Amorphous silicon was deposited on samples 1-5 and then annealed for 2 hours. Table 1 shows the deposition temperature, deposition thickness, and annealing temperature of amorphous silicon of
상기 샘플 1 내지 4와 비교 샘플 1에 대하여 SIMS(Secondary Ion-Mass Spectrometer)로 나트륨이온의 양을 측정하였다. 측정은 아몰퍼스 실리콘층, 장벽 코팅층 및 유리기판에 대하여 수행하였다.The amounts of sodium ions were measured by the Secondary Ion-Mass Spectrometer (SIM) for
분석 결과를 하기 표 2에 나타낸다. The analysis results are shown in Table 2 below.
상술한 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 아닐링의 온도 증가에 따라서 장벽층의 나트륨이온의 양은 증가하는 것으로 나타나지만, 아몰퍼스 실리콘층의 나트륨 농도는 흡수율 분석 결과 10 cps 이하로 측정되었다. 따라서, 아몰퍼스 실리콘층으로의 나트륨 이온의 이동이 차단되지 않아서 장벽층이 나트륨 이온의 확산을 방지하는 것으로 나타났다. 이로부터, 본 발명에 의한 장벽층이 코팅된 소다 라임 유기 기판은 LCD용 기판으로 적용할 수 있음을 알 수 있다.As can be seen from Table 2 above, the amount of sodium ions in the barrier layer increased with increasing annealing temperature, but the sodium concentration of the amorphous silicon layer was measured to be 10 cps or less as a result of the absorption analysis. Thus, it was shown that the movement of sodium ions to the amorphous silicon layer was not blocked so that the barrier layer prevented the diffusion of sodium ions. From this, it can be seen that the soda lime organic substrate coated with the barrier layer according to the present invention can be applied as a substrate for LCD.
본 발명에 의하면, 소다 라임 유리 기판상에 화학 기상 증착 방법을 사용하여 디실록산 모노머를 표면처리하거나, 실세스튀옥산 올리고머를 스핀코팅한 후, 경화하여 표면처리하여 장벽층을 형성한다. 나트륨과 같은 알칼리 성분에 의한 이온의 침투가 종래의 알루미노 실리케이트 글래스에서와 동일하게 억제된다. 따라서, 본 발명에 따른 장벽 코팅층이 구비된 유리 기판을 사용하여 액정 표시 장치를 제조하는 경우에도 양호한 소자의 특성을 얻을 수 있다. According to the present invention, a disiloxane monomer is surface-treated on a soda lime glass substrate using a chemical vapor deposition method or spin-coated with a silsestuoxane oligomer, followed by curing to form a barrier layer. Penetration of ions by alkaline components such as sodium is suppressed as in conventional aluminosilicate glasses. Therefore, even when the liquid crystal display device is manufactured using the glass substrate provided with the barrier coating layer according to the present invention, good device characteristics can be obtained.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
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