KR100865540B1 - Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same - Google Patents
Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100865540B1 KR100865540B1 KR1020070039897A KR20070039897A KR100865540B1 KR 100865540 B1 KR100865540 B1 KR 100865540B1 KR 1020070039897 A KR1020070039897 A KR 1020070039897A KR 20070039897 A KR20070039897 A KR 20070039897A KR 100865540 B1 KR100865540 B1 KR 100865540B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- substrate
- display device
- alignment film
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133734—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by obliquely evaporated films, e.g. Si or SiO2 films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
- G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이다.FIG. 2 is a schematic layout view of a thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 배향막의 형성 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of forming an alignment layer for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 X선 광전자 분석의 실로콘 피크를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the xylocon peak of the X-ray photoelectron analysis according to the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 UVO 조사 시간에 따른 물방울의 접촉 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the contact characteristics of the water droplets according to the UVO irradiation time according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UVO 조사 시간에 따른 액정셀의 편광 현미경 관찰결과를 나타낸 사진이다.6 is a photograph showing a polarization microscope observation result of the liquid crystal cell according to the UVO irradiation time according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 박막 트랜지스터 표시판 20: 공통 전극 표시판10: thin film transistor display panel 20: common electrode display panel
30: 액정층 31: 액정 분자30: liquid crystal layer 31: liquid crystal molecules
100, 200: 절연 기판100, 200: insulated substrate
102: 게이트선 104: 데이터선102: gate line 104: data line
106: 화소 전극 108, 208: 배향막106:
202: 색필터 204: 오버코트202: color filter 204: overcoat
206: 공통 전극 Q: 박막 트랜지스터206: common electrode Q: thin film transistor
본 발명은 액정 표시 장치용 배향막의 제조 방법 및 그를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an alignment film for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device including the same.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다.Liquid crystal displays (LCDs) are one of the most widely used flat panel displays.
액정 표시 장치는 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.The liquid crystal display includes two display panels on which an electric field generating electrode is formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, and determines a direction of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by generating an electric field in the liquid crystal layer by applying a voltage to the electric field generating electrode. And transmittance of light passing through the liquid crystal layer.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조가 주류이다. Among the liquid crystal display devices, which are currently mainly used are structures in which electric field generating electrodes are provided on two display panels, respectively. Among them, a structure in which a plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix form on one display panel, and one common electrode on the entire display panel covers the other display panel.
이러한 액정 표시 장치의 전기장 생성 전극 위에는 액정 분자들을 배향하기 위한 배향막이 형성되어 있다. 배향막은 SiOx와 같은 무기 배향막 또는 폴리이미드와 같은 유기 배향막으로 형성할 수 있다.An alignment layer for aligning liquid crystal molecules is formed on the field generating electrode of the liquid crystal display. The alignment film may be formed of an inorganic alignment film such as SiOx or an organic alignment film such as polyimide.
유기 배향막은 스핀 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있어 대면적의 액정 표시 장치에도 용이하게 배향막을 형성할 수 있다.The organic alignment film can be formed by a method such as spin coating, so that the alignment film can be easily formed in a large area liquid crystal display device.
그리고 무기 배향막은 진공 증착법으로 형성할 수 있으며 유기 배향막에 비해서 내광성 및 내열성이 우수하여 많은 연구가 진행되고 있다.In addition, the inorganic alignment film can be formed by a vacuum vapor deposition method, and compared to the organic alignment film has excellent light resistance and heat resistance, many studies have been conducted.
그러나 고진공을 요구하는 진공 증착은 스핀 코팅에 비해서 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸린다. 그리고 액정 표시 장치의 대면적화에 따른 증착 장치의 대형화가 요구되어 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.However, vacuum deposition, which requires high vacuum, is more complicated and time consuming than spin coating. In addition, as the size of the deposition apparatus is increased due to the large area of the liquid crystal display, a manufacturing cost increases.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대면적의 액정 표시 장치에 진공 증착을 이용하지 않으면서도 용이하게 무기 배향막을 형성하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to easily form an inorganic alignment layer without using vacuum deposition in a large-area liquid crystal display device.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배향막의 제조 방법은 기판 위에 전극을 형성하는 단계, 전극 위에 실록산(Si-O-)기를 포함하는 유기막을 형성하는 단계, 그리고 유기막을 산화하여 무기 배향막을 형성하는 단계를 포함한 다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an alignment layer, including forming an electrode on a substrate, forming an organic layer including a siloxane (Si-O-) group on the electrode, and oxidizing the organic layer to form an inorganic alignment layer. Forming a step.
유기막은 폴리디메틸실록산으로 이루어질 수 있다.The organic film may be made of polydimethylsiloxane.
폴리디메틸실록산은 스핀코팅, 프린팅, 화학반응 중 어느 하나로 형성할 수 있다.Polydimethylsiloxane can be formed by any of spin coating, printing, and chemical reactions.
화학 반응은 기판 위에 수산화기를 도입하는 단계, 수산화기가 형성된 기판 위에 모노글리시딜 에테르-터미네이티드 폴리(디메틸실록산)을 떨어뜨린 후 열처리 하는 단계를 포함할 수 있다.The chemical reaction may include introducing a hydroxyl group onto the substrate, dropping the monoglycidyl ether-terminated poly (dimethylsiloxane) on the substrate on which the hydroxyl group is formed, and then performing a heat treatment.
수산화기는 산소 플라스마 처리 또는 UVO 처리로 도입할 수 있다.The hydroxyl group can be introduced by oxygen plasma treatment or UVO treatment.
산소 플라스마 처리는 0.2Torr 압력에서 25W의 강도로 약 20초간 진행할 수 있다.Oxygen plasma treatment may proceed for about 20 seconds at an intensity of 25 W at 0.2 Torr pressure.
열처리는 60~90℃에서 1~5시간 동안 진행할 수 있다.Heat treatment may be performed for 1 to 5 hours at 60 ~ 90 ℃.
수산화기를 도입하는 단계 후, 기판 표면에 NH2기를 가진 실란을 가하여 아미노기를 도입하는 단계를 더 포함할 수 있다.After introducing the hydroxyl group, the method may further include introducing an amino group by adding a silane having an NH 2 group to the surface of the substrate.
아미노기의 도입은 수산화기가 도입된 기판을 0.5wt%의 3-아미노프로필트리에톡시실란이 용해되어 있는 순수에 5~20분 동안 침지하여 진행할 수 있다.The introduction of the amino group may be performed by immersing the substrate into which the hydroxyl group is introduced in pure water in which 0.5 wt% of 3-aminopropyltriethoxysilane is dissolved for 5 to 20 minutes.
무기 배향막은 유기막의 산화를 통해 SiOX일 수 있으며, 무기 배향막은 CH3를 포함할 수 있다.The inorganic alignment layer may be SiO X through oxidation of the organic layer, and the inorganic alignment layer may include CH 3 .
SiOx는 SiO2일 수 있으며, 산화는 UVO 처리, 플라스마 처리, 열처리 중 어느 하나로 진행할 수 있다.SiO x may be SiO 2 , and the oxidation may be any one of UVO treatment, plasma treatment, and heat treatment.
UVO 처리는 유기막에 UVO를 20~60분 동안 조사하여 유기막을 산화시킬 수 있다.UVO treatment may oxidize the organic film by irradiating the organic film with UVO for 20 to 60 minutes.
무기 배향막의 두께는 160nm 이상일 수 있다.The thickness of the inorganic alignment layer may be 160 nm or more.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 마주하는 제1 및 제2 기판, 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 제2 기판 위에 형성되어 있는 제2 전극, 제1 및 제2 전극 사이에 형성되어 있는 액정층, 제1 전극 및 제2 전극 위에 각각 형성되어 있으며 미량의 CH3를 포함하는 SiOX로 이루어지는 배향막을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: first and second substrates facing each other, first electrodes formed on the first substrate, second electrodes formed on the second substrate, and first and second substrates. the respectively formed on the liquid crystal layer, a first electrode and a second electrode that is formed between the second electrode and includes an alignment film made of SiO X containing a small amount of CH 3.
액정층의 액정 분자는 제1 및 제2 기판에 대해서 수직하게 배향되어 있을 수 있다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may be oriented perpendicular to the first and second substrates.
배향막의 탄소는 20% 미만일 수 있고, SiOx는 SiO2일 수 있다.Carbon of the alignment layer may be less than 20%, and SiO x may be SiO 2 .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포 함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic layout view of a thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 1.
도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 대향하는 박막 트랜지스터 표시판(10)과 공통 전극 표시판(20) 그리고 두 표시판(10, 20) 사이에 채워져 있는 액정층(30)을 포함한다. As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
액정층(30)은 밀봉재(도시하지 않음)에 의해 밀봉된다. 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(10)의 바깥 쪽 정면 또는 측면에 위치한 백라이트 장치(backlight unit)(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.The
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대해서 설명한다.First, the thin film
도 2를 참조하면, 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판(100)에 복수의 게이트선(102)과 게이트선(102)과 절연되어 교차하는 복수의 데이터선(104)이 형성되어 있다. 게이트선(102)은 주사 신호를 전달하고 데이터선(104)은 화상 신호를 전달한다. Referring to FIG. 2, a plurality of
게이트선(102)과 데이터선(104)에 의해 정의되는 복수의 화소 영역(P)은 모여서 액정 표시 장치의 영상을 표시하는 표시 영역(D)을 이룬다. The plurality of pixel areas P defined by the
그리고 복수의 화소 영역(P)에는 각각 게이트선(102) 및 데이터선(104)과 연 결되어 있는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Q)가 각각 연결되어 있다. 박막 트랜지스터(Q)는 주사 신호에 따라 화상 신호를 온(ON), 오프(OFF)한다.Thin film transistors Q, which are switching elements connected to the
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 박막 트랜지스터(Q)에는 데이터선(104)으로부터 전달된 화상 신호를 입력 받는 화소 전극(106)이 연결되어 있다. Referring back to FIGS. 1 and 2, each thin film transistor Q is connected to a
화소 전극(106)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다. 화소 전극(106)은 일정한 모양으로 패터닝되어 있는 절개부(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 화소 전극(106) 위에 일정한 모양으로 돌기(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. The
다음, 공통 전극 표시판(20)에 대해서 설명한다.Next, the common
도 1을 참조하면, 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판(200)에 복수의 색필터(color filter)(202)가 형성되어 있다. 색필터(202)는 화소 열 또는 화소 행을 따라 길게 뻗은 띠 모양을 가지며, 적색, 녹색, 청색 등의 원색 중 하나를 표시할 수 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of
기판(202) 위에는 빛샘을 방지하기 위해서 블랙 매트릭스(black matrix)라고 하는 차광 부재(light bloking member)(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 차광 부재는 게이트선(102), 데이터선(104) 및 박막 트랜지스터(Q)와 중첩하여 형성할 수 있으나, 필요에 따라 생략될 수 있다.A light bloking member (not shown) called a black matrix may be formed on the
색필터(202) 위에는 오버 코트막(over coat layer)(204)이 형성될 수 있다. 오버 코트막(204)은 기판(200)을 평탄화하기 위한 것으로 필요에 따라 생략할 수 있다.An over
오버 코트(204) 위에는 화소 전극(106)과 마주하는 공통 전극(206)이 형성되어 있다. 공통 전극(206)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 화소 전극(106)과 같이 절개부(도시하지 않음)를 포함하거나, 공통 전극(206) 위에 돌기(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 공통 전극(206)의 절개부 또는 돌기는 화소 전극(106)의 절개부 또는 돌기와 중첩하지 않도록 교대로 배치되어 있다.The
표시판(10, 20)의 안쪽 면에는 배향막(108, 208)이 도포되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다. Alignment layers 108 and 208 are coated on inner surfaces of the
표시판(10, 20)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 평행 또는 직교한다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.Polarizers (not shown) are provided on the outer surfaces of the
액정층(30)의 액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(10, 20)의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향되어 있다. 그러나 화소 전극(106) 및 공통 전극(206)에 의해 전기장이 형성되면, 절개부 및 돌기는 화소 전극(106)과 공통 전극(206) 사이의 전기장을 왜곡하여 액정 분자(31)가 다양한 방향을 배열되도록 한다. 이처럼 액정 분자(31)의 배열 방향을 다양하게 하면 시야각을 개선할 수 있다.The
그럼 도 3의 순서도를 참조하여 배향막을 형성하는 방법을 상세히 설명한다. Next, a method of forming an alignment layer will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 3.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 배향막의 형성 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of forming an alignment layer for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저 투명 전극이 형성된 기판을 준비(S100)하고, 준비된 기판 위에 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane))으로 이루어지는 유기막을 형성한다(S102).Referring to FIG. 3, first, a substrate on which a transparent electrode is formed is prepared (S100), and an organic film made of poly (dimethylsiloxane) is formed on the prepared substrate (S102).
폴리디메틸실록산으로 이루어지는 유기막을 형성하는 방법은 화학반응, 스핀 코팅, 프린팅 등의 방법으로 형성할 수 있다. 이 중 화학 반응은 박막의 두께를 얇게 형성할 수 있으므로 본 발명의 실시예에서는 화학 반응을 이용하여 폴리디메틸실록산으로 이루어진 유기막을 형성한다.The method of forming the organic film which consists of polydimethylsiloxane can be formed by methods, such as a chemical reaction, spin coating, and printing. Among these, the chemical reaction may form a thin film, so in the embodiment of the present invention, an organic film made of polydimethylsiloxane is formed using the chemical reaction.
화학 반응으로 유기막을 형성하기 위해서는 먼저 기판을 세척한다. 기판은 트리클로로에틸렌(TCE), 아세톤, 알코올 용액에서 초음파로 세척할 수 있다. 그 후 남아 있는 세척 용액을 제거하기 위하여 초순수로 헹군다. In order to form an organic film by chemical reaction, the substrate is first washed. The substrate can be cleaned ultrasonically in trichloroethylene (TCE), acetone, alcohol solution. It is then rinsed with ultrapure water to remove the remaining wash solution.
그리고 기판 표면에 수산화기(OH)를 도입한다. 수산화기는 산소 플라스마 처리 또는 UVO(UV with oxygen) 처리로 도입할 수 있다. 산소 플라스마 처리는 0.2Torr 압력에서 25W의 강도로 약 20초간 진행한다. Hydroxide (OH) is then introduced to the substrate surface. The hydroxyl group can be introduced by oxygen plasma treatment or UV with oxygen (UVO) treatment. Oxygen plasma treatment proceeds for about 20 seconds at an intensity of 25 W at a pressure of 0.2 Torr.
이후, 기판 표면에 아미노기를 도입한다. 아미노기의 도입은 NH2기를 가진 실란을 가하여 수행될 수 있다. 예를 들어 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane, 이하 APTES)을 이용할 수 있으며, 이 경우 수산화기가 도입된 기판 표면을 0.5wt%의 APTES가 용해되어 있는 순수(deionized water, 탈 이온수)에 침지한다. 침지 시간은 약 5~20분 정도일 수 있다. 침지를 통해 APTES의 실란기와 수산화기가 반응하여 기판 표면에 아미노기가 도입된다.Thereafter, amino groups are introduced to the substrate surface. Introduction of the amino group can be carried out by addition of a silane with NH 2 groups. For example, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) may be used. In this case, deionized water (deionized water) in which 0.5 wt% of APTES is dissolved on the substrate surface on which the hydroxyl group is introduced is used. Immerse in Immersion time may be about 5-20 minutes. Through immersion, the silane group and the hydroxyl group of APTES react to introduce an amino group on the substrate surface.
그리고, 기판에 모노글리시딜에테르-터미네이티드 폴리(디메틸실록산)(monoglycidyl ether-terminated poly(dimethylsiloxane))을 떨어뜨리고 열처리하여 폴리디메틸실록산으로만 이루어지는 유기막을 형성한다. 열처리는 60~90℃에서 1~5시간 동안 진행한다.Then, monoglycidyl ether-terminated poly (dimethylsiloxane) is dropped on the substrate and heat-treated to form an organic film composed of polydimethylsiloxane only. Heat treatment is carried out at 60 ~ 90 ℃ for 1 to 5 hours.
열처리 온도를 높일 경우 아미노기의 도입 단계를 생략하고 모노글리시딜에테르-터미네이티드 폴리(디메틸실록산)과 수산화기를 직접 반응시킬 수 있다.When the heat treatment temperature is increased, the step of introducing the amino group may be omitted and the monoglycidyl ether-terminated poly (dimethylsiloxane) may be directly reacted with the hydroxyl group.
다음, 유기막을 무기질화하여 무기 배향막을 형성(S104)한다. 무기질화는 플라스마 처리, 열처리, UVO 처리 등의 산화 반응을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 UVO를 이용한 산화 반응을 이용하였으며, 구체적으로는 다음과 같다.Next, the organic layer is inorganicized to form an inorganic alignment layer (S104). Mineralization can utilize oxidation reactions, such as a plasma treatment, heat processing, and UVO treatment. In the embodiment of the present invention used an oxidation reaction using UVO, specifically as follows.
폴리디메틸실록산으로 이루어지는 유기막에 254nm의 UV를 조사하면 UV가 공기중의 산소(O2)를 분해하여 오존(O3)을 생성한다. 이때, UVO는 약 100MW/cm2의 세기로 조사한다.When the organic film made of polydimethylsiloxane is irradiated with UV of 254 nm, UV decomposes oxygen (O 2 ) in the air to generate ozone (O 3 ). At this time, UVO is irradiated with an intensity of about 100MW / cm 2 .
생성된 오존은 폴리디메틸실록산의 탄소와 결합하여 CO2, H2를 생성한다. 이들은 기체 형태로 휘발되어 폴리디메틸실록산의 막 내에는 대부분 Si-O 결합만 남아 SiO2 등으로 이루어지는 SiOx막이 형성된다. The generated ozone combines with carbon of polydimethylsiloxane to produce CO 2 , H 2 . These are volatilized in gaseous form to form a SiO x film made of SiO 2 or the like, mostly leaving only Si—O bonds in the film of polydimethylsiloxane.
이러한 과정은 하기의 반응식으로 나타낼 수 있다.This process can be represented by the following scheme.
산화는 유기막의 표면으로부터 진행하여 막내로 이동하는데, 초반에는 표면에서 산화가 빠르게 진행되다가 일정 시간이 지나면 이미 형성된 표면의 SiO2로 인해서 산화 속도가 점점 느려진다. 따라서 일정 시간이 지난 후에는 산화가 더 이상 진행되지 않으므로, UVO는 20분 이상 조사하여 SiO2의 막 두께가 160nm 이상이 될 때까지 조사한다.Oxidation proceeds from the surface of the organic film and moves into the film. In the beginning, oxidation proceeds rapidly at the surface, and after a certain time, the oxidation rate is gradually slowed down due to the SiO 2 of the already formed surface. Therefore, since the oxidation does not proceed any more after a certain time, the UVO is irradiated for 20 minutes or more until the film thickness of SiO 2 is 160nm or more.
이는 아래의 표 1에서 확인할 수 있다. This can be seen in Table 1 below.
표 1은 본 발명의 실시예에 따른 UVO 조사 시간에 따른 막의 성분 변화를 나타낸 표이다.Table 1 is a table showing the component changes of the film according to the UVO irradiation time according to an embodiment of the present invention.
표 1에서와 같이 UVO 조사 시간이 길어질수록 유기막내의 탄소 함량이 줄어들어 무기질화가 진행된다. 이때, UVO 조사 시간이 60분 이상이 되면 탄소의 함량이 20% 이하가 되어 무기막이 된다.As shown in Table 1, the longer the UVO irradiation time, the less the carbon content in the organic film, the mineralization proceeds. At this time, when the UVO irradiation time is 60 minutes or more, the content of carbon is 20% or less to become an inorganic film.
본 발명의 실시예에 따른 유기막의 무기질화는 도 4 내지 도 6을 통해서 확인할 수 있다.Mineralization of the organic film according to the embodiment of the present invention can be confirmed through FIGS. 4 to 6.
도 4는 본 발명에 따른 분자의 결합에너지의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 UVO 조사 시간에 따른 물방울의 접촉 특성을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 UVO 조사 시간에 따른 액정셀의 편광 현미경 관찰 결과를 나타낸 사진이다.4 is a graph showing a change in binding energy of molecules according to the present invention, Figure 5 is a graph showing the contact characteristics of water droplets according to the UVO irradiation time according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an embodiment of the present invention It is a photograph showing the polarization microscope observation results of the liquid crystal cell according to the UVO irradiation time.
도 4를 참조하면, 결합 에너지 피크가 UVO 조사 시간이 길어질수록 102.7eV에서 이동하여 Si-O의 결합 에너지인 103.5eV에서 확인되므로 배향막 내에 있는 대부분의 결합이 Si-O결합으로 변화된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, since the binding energy peak is shifted at 102.7 eV as the UVO irradiation time increases, the binding energy peak is confirmed at 103.5 eV, which is the binding energy of Si-O. .
그리고 도 5를 참조하면, UVO 조사 시간이 길어질수록 물방울의 접촉각이 작아지는 것을 알 수 있다. 이를 통해서 소수성인 유기막에서 친수성인 무기막으로 배향막의 특성이 변화한 것을 확인할 수 있다.5, it can be seen that the longer the UVO irradiation time, the smaller the contact angle of the water droplets. Through this, it can be seen that the characteristics of the alignment layer are changed from the hydrophobic organic layer to the hydrophilic inorganic layer.
또한, 도 6을 참조하면, UVO 조사 시간에 따른 액정 표시 장치의 편광 정도를 나타낸 것으로 조사 시간이 길어질수록 액정 분자가 더욱 수직하게 배향된다. 따라서 조사 시간이 20분 이상일 때 45도 및 90도 편광판 모두에서 노말리 블랙(normally black)이 되는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 6, the degree of polarization of the liquid crystal display according to the UVO irradiation time is shown. As the irradiation time increases, the liquid crystal molecules are more vertically aligned. Therefore, when the irradiation time is 20 minutes or more, it can be confirmed that normally black in both 45 degree and 90 degree polarizers.
본 발명의 실시예에 따른 배향막은 러빙 또는 이온빔 조사법을 이용하여 액정 분자를 수평 배향시킴으로써 수평 배향 모드의 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다.The alignment layer according to an exemplary embodiment of the present invention may be applied to a liquid crystal display device having a horizontal alignment mode by horizontally aligning liquid crystal molecules using a rubbing or ion beam irradiation method.
본 발명의 실시예에서와 같이, 유기막에 UVO 를 조사하면 용이하게 무기막으로 변화시킬 수 있다. 따라서 무기막을 형성하기 위한 고가의 증착 장비를 이용하지 않으면서도 용이하게 대면적의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.As in the embodiment of the present invention, when the organic film is irradiated with UVO, it can be easily changed to an inorganic film. Therefore, a large-area liquid crystal display device can be easily manufactured without using expensive deposition equipment for forming an inorganic film.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 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.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070039897A KR100865540B1 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070039897A KR100865540B1 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100865540B1 true KR100865540B1 (en) | 2008-10-29 |
Family
ID=40177652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070039897A KR100865540B1 (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100865540B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101548611B1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-08-31 | 연세대학교 산학협력단 | Method for aligning liquid crystals and liquid crystal display apparatus |
KR20220067092A (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-24 | 창원대학교 산학협력단 | Method and Apparatus for Controlling Contact Angle through Plasma and UVO Treatment |
CN115128872A (en) * | 2022-07-13 | 2022-09-30 | 东南大学 | Inorganic orientation method for vertical orientation of liquid crystal molecules and devices |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980034972A (en) * | 1996-11-09 | 1998-08-05 | 구자홍 | Orientation method of ECB mode liquid crystal cell and manufacturing method of multi-domain ECB mode liquid crystal cell using same |
KR19990044555A (en) * | 1996-07-10 | 1999-06-25 | 모리시타 요이찌 | Liquid crystal aligning film, manufacturing method thereof and liquid crystal display device using same and manufacturing method thereof |
KR20050056364A (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-16 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing insulating layer in semiconductor device |
KR20070008874A (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display panel and manufacturing apparatus thereof |
KR20070008873A (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display, method of manufacturing and apparatus of manufacturing the same |
-
2007
- 2007-04-24 KR KR1020070039897A patent/KR100865540B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990044555A (en) * | 1996-07-10 | 1999-06-25 | 모리시타 요이찌 | Liquid crystal aligning film, manufacturing method thereof and liquid crystal display device using same and manufacturing method thereof |
KR19980034972A (en) * | 1996-11-09 | 1998-08-05 | 구자홍 | Orientation method of ECB mode liquid crystal cell and manufacturing method of multi-domain ECB mode liquid crystal cell using same |
KR20050056364A (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-16 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing insulating layer in semiconductor device |
KR20070008874A (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display panel and manufacturing apparatus thereof |
KR20070008873A (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display, method of manufacturing and apparatus of manufacturing the same |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101548611B1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-08-31 | 연세대학교 산학협력단 | Method for aligning liquid crystals and liquid crystal display apparatus |
KR20220067092A (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-24 | 창원대학교 산학협력단 | Method and Apparatus for Controlling Contact Angle through Plasma and UVO Treatment |
KR102450012B1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-09-30 | 창원대학교 산학협력단 | Method and apparatus for controlling contact angle through plasma and UVO treatment |
CN115128872A (en) * | 2022-07-13 | 2022-09-30 | 东南大学 | Inorganic orientation method for vertical orientation of liquid crystal molecules and devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100257370B1 (en) | In plane switching mode liquid crystal display device | |
US6819389B2 (en) | Liquid crystal display device with a substrate having an opening on an organic film thereof to accommodate sealing material therethrough | |
US7923309B2 (en) | Thin film transistor array substrate and method for manufacturing the same | |
CN104181729B (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
CN104238194B (en) | Display panel and manufacturing method thereof | |
JPH10153796A (en) | Liquid crystal display device and its manufacture | |
JP2015049514A (en) | Liquid crystal display | |
CN104130785B (en) | Liquid-crystal composition, liquid crystal display and the method for manufacturing liquid crystal display | |
KR100865540B1 (en) | Manufacturing method of alignment layer and liquid crystal display including the same | |
JP4702146B2 (en) | Manufacturing method of liquid crystal device | |
JP4469331B2 (en) | Method for forming alignment film of liquid crystal display device | |
KR20150034476A (en) | Liquid crystal photo alignment agent, liquid crystal display device including the same and method of manufacturing the same | |
US7074728B2 (en) | Method for crystallizing amorphous film and method for fabricating LCD by using the same | |
US9151990B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
KR20100024533A (en) | Method of manufacturing a display substrate, method of manufacturing a display device having the method and display substrate | |
KR100646981B1 (en) | alignment layer forming method for LCD | |
US20090185126A1 (en) | Metal line, method of forming the same, and a display using the same | |
CN111584521A (en) | Array substrate, manufacturing method thereof and display panel | |
KR101062044B1 (en) | Liquid Crystal Display and Manufacturing Method Thereof | |
US20080218676A1 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method of the same | |
JPH0718996B2 (en) | Liquid crystal display | |
KR101450911B1 (en) | Organic thin film transistor, manufacturing method thereof and display device | |
JP6476335B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP5515631B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
KR102651720B1 (en) | Composition for alignment layer and liquid crystal display including the same and method for manufacturing the liquid crystal display |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121012 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130910 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140825 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151022 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161024 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171023 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |