KR101157974B1

KR101157974B1 - 액정표시소자용 배향막 형성방법

Info

Publication number: KR101157974B1
Application number: KR1020050050366A
Authority: KR
Inventors: 서현식; 신광훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2012-06-26
Also published as: KR20060129737A

Abstract

본 발명은 기판을 준비하는 공정; 상기 기판 상에 액정의 초기배향을 위한 배향물질을 도포하는 공정; 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 러빙을 수행하는 공정; 및 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정을 포함하며, 상기 전기장 또는 자기장 인가공정이 러빙공정 이전 또는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 전기장 또는 자기장을 이용하여 배향막의 배향방향을 결정하기 때문에 기판과의 물리적 접촉이 요하지 않아 러빙배향법에서 발생되는 빛샘의 문제가 해결된다.

배향막, 전기장, 자기장, 빛샘

Description

액정표시소자용 배향막 형성방법{Method of forming an alignment layer for liquid crystal display device}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 분해사시도이다.

도 2 및 도 3은 종래의 러빙배향법의 문제점을 보여주기 위한 도면이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전기장 인가공정의 개략도이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도이다.

<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>

100 : 기판 200 : 배향물질

300 : 전기장 인가장치 400, 500 : 자기장 인가장치

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시소자에서 액정의 초기배향을 위한 배향막에 관한 것이다.

표시화면의 두께가 수 센치미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시소자(Flat Panel Display) 중에서 액정표시소자는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.

액정표시소자는 일반적으로 컬러필터층이 형성된 컬러필터기판, 상기 컬러필터 기판과 대향되며 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.

이와 같은 액정표시소자는 상기 액정층의 배향방향이 전압인가에 의해 변경되어 빛의 투과도가 조절됨으로써 화상이 재현되게 된다. 따라서, 전압인가를 위해서 상기 박막트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판에 전극이 형성되게 되는데, 박막트랜지스터 기판에 화소전극이 배치되고 컬러필터기판에 공통전극이 배치되어 양 기판 사이에 수직의 전계가 형성되는 경우(예로, TN(Twisted nematic)모드)도 있고, 박막트랜지스터 기판에 화소전극과 공통전극이 평행하게 배치되어 수평의 전계가 형성되는 경우(예로, IPS(In-plane Switching) 모드)도 있다.

도 1은 일반적인 TN 모드 액정표시소자의 분해 사시도를 나타낸 것이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 박막트랜지스터 기판(10)에는 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(14)이 교차 형성되어 있고, 그 교차영역에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소전극(16)이 형성되어 있다. 또한 컬러필터기판(20)에는 빛의 누설을 방지하기 위한 차광층(22)이 형성되어 있고, 차광층(22) 사이에 R, G, B의 컬러필터층(24)이 형성되어 있으며, 그 위에 공통전극(25)이 형성되어 있다.

여기서, 박막트랜지스터 기판(10)에 형성된 화소전극(16)과 컬러필터기판(20)에 형성된 공통전극(25) 사이에서 수직의 전계가 형성되고, 그에 따라 액정의 배향 방향이 조절되게 된다.

상기 구조의 양 기판(10, 20)은 그 후 합착 되어 하나의 액정패널을 형성하며, 이때, 양 기판(10, 20) 사이에는 액정층이 형성되게 된다.

한편, 상기 액정층이 양 기판(10, 20) 사이에서 임의로 배열되어 있으면 액정층의 일관된 분자배열을 얻기가 어려우므로, 도시하지는 않았지만, 박막트랜지스터기판(10) 및 컬러필터기판(20)에 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성된다.

이와 같은 액정의 초기 배향을 위한 배향막은 종래에는 주로 러빙배향법을 이용하여 형성하였다.

상기 러빙배향법은 기판 상에 폴리이미드와 같은 유기 고분자를 박막의 형태 로 도포하고 경화시킨 후, 러빙포가 감겨진 러빙롤을 회전시켜 상기 박막 형태의 유기 고분자를 문지름으로써 유기 고분자의 측쇄(side chain)를 일정방향으로 정렬시키는 공정으로 이루어진다.

상기 러빙배향법에 의해 유기 고분자의 측쇄가 정렬된 방향으로 액정이 배향되게 되며, 따라서, 러빙롤의 이동방향이 액정의 배향방향이 되는 것이다.

그러나, 러빙배향법은 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 러빙포의 배열이 흐트러질 경우 빛샘의 문제가 발생될 수 있다.

도 2는 러빙포의 배열이 흐트러지는 경우를 보여주기 위한 개략적 사시도이다.

전술한 바와 같이 기판 위에는 박막트랜지스터, 컬러필터층, 및 전극층과 같은 구조물이 형성되어 있으므로, 도 2에서 알 수 있듯이, 러빙롤(30)이 기판(10 또는 20) 위에 형성된 상기 구조물 위를 회전할 때 러빙롤(30)에 감겨진 러빙포(32)의 일부(32a)에서 그 배열이 흐트러질 수 있다. 그와 같이 러빙포가 흐트러지면 흐트러진 러빙포에 의해 러빙된 기판 상의 영역은 유기 고분자의 측쇄(side chain)가 정렬되지 못하게 되어, 결국, 그 영역에서 액정의 배향이 균일하지 못하여 빛샘이 발생되게 된다.

둘째, 러빙포가 기판과 접촉하지 못할 경우 빛샘의 문제가 발생할 수 있다.

도 3은 러빙포가 기판과 접촉하지 못하는 경우의 액정배열 상태를 보여주기 위한 개략적 사시도이다.

전술한 바와 같이 기판 위에는 화소전극 및 공통전극과 같은 전극층이 형성 되어 있다. 따라서, 도 3과 같이, 기판(10) 위의 전극층의 단차로 인해서 러빙포(32)가 기판과 접촉하지 못하는 영역(A 영역)이 생기게 된다. 이 경우는 그 영역(A 영역)에서 액정의 배향이 균일하지 못하게 되어 결국 빛샘 현상이 발생되게 된다.

이와 같이, 러빙배향법은 러빙포의 배열이 흐트러지거나 또는 러빙포가 기판과 접촉하지 못하여 러빙이 원활히 수행되지 못함으로써 결국 빛샘이 발생되는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 목적은 러빙에 의해 발행되는 빛샘 문제를 해결할 수 있는 배향막 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판을 준비하는 공정; 상기 기판 상에 액정의 초기배향을 위한 배향물질을 도포하는 공정; 및 상기 배향물질의 배향방향을 결정하기 위해서 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정을 포함하여 이루어진 액정표시소자의 배향막 형성방법을 제공한다.

종래 러빙배향법이 안고 있는 문제점은, 러빙배향법이 러빙롤과 기판간의 물리적인 접촉에 의해 수행되기 때문으로 귀결된다. 따라서, 본 발명자는 종래 러빙배향법을 대체할 수 있는 물리적인 접촉이 요하지 않는 배향막 형성방법에 대해서 연구하던 중, 배향물질에 전기장 또는 자기장을 인가할 경우 배향물질이 일정한 방향성을 가지며 배향됨을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

이때, 상기 배향물질의 배향방향은 전기장의 인가방향과 수직방향이며, 자기 장의 인가방향과는 수평방향이다. 따라서, 상기 전기장은 상기 배향물질의 배향방향과 수직방향으로 인가하는 것이 바람직하고, 상기 자기장은 상기 배향물질의 배향방향과 수평방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

상기 자기장 인가는 전자석 장치 또는 말굽자석 장치를 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명은 또한, 기판을 준비하는 공정; 상기 기판 상에 액정의 초기배향을 위한 배향물질을 도포하는 공정; 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 러빙을 수행하는 공정; 및 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정을 포함하여 이루어진 액정표시소자의 배향막 형성방법을 제공한다.

즉, 전술한 바와 같이 배향물질에 전기장 또는 자기장을 인가할 경우 배향물질이 일정한 방향으로 배열됨을 확인하였고, 그에 따라, 러빙공정과 더불어 전기장 또는 자기장 공정을 추가함으로써, 비록 러빙시 원활히 배향되지 못하는 영역이 발생된다 하더라도 전기장 또는 자기장 공정에 의해 그 영역이 치유되도록 함으로써, 빛샘의 문제를 해결하도록 한 것이다.

이때, 상기 전기장은 상기 러빙을 수행하는 방향과 수직방향으로 인가하는 것이 바람직하고, 상기 자기장은 상기 러빙을 수행하는 방향과 수평방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 러빙공정이 전기장 또는 자기장 인가공정 이전에 수행되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 전기장 또는 자기장 인가공정이 러빙공정 이전에 수행될 수도 있으며, 양 공정이 동시에 수행될 수도 있다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 보다 상세히 설명한다.

제1실시예

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 이는 전기장을 인가하여 배향막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

우선, 도 4a와 같이, 기판(100)을 준비한다.

상기 기판(100)은 액정표시소자용 일 기판으로서, 그 위에 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판일 수도 있고, 그 위에 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판일 수도 있다. 또한, 박막트랜지스터 기판 또는 컬러필터 기판이라 하더라도 액정표시소자의 모드에 따라 그 위에 형성되는 구성요소는 상이할 것이다.

즉, 상기 기판(100)이 소위 TN(Twisted Nematic)모드 액정표시소자용 박막트랜지스터 기판일 경우에는, 투명기판 상에 서로 교차 형성되어 화소영역을 정의하도록 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 그리고 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되도록 상기 화소영역에 화소전극이 형성되어 있다.

또한, 상기 기판(100)이 소위 IPS(In-plane switching) 모드 액정표시소자용 박막트랜지스터 기판일 경우에는, 투명기판 상에 서로 교차 형성되어 화소영역을 정의하도록 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선 및 데 이터 배선의 교차영역에 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되도록 상기 화소영역에 화소전극이 형성되어 있으며, 그리고 상기 화소전극과 평행하게 공통전극이 형성되어 있다.

또한, 상기 기판(100)이 소위 TN 모드 액정표시소자용 컬러필터 기판일 경우에는, 투명기판 상에 빛의 누설을 방지하는 차광층이 형성되어 있고, 상기 차광층 위에 녹색, 적색, 청색의 컬러필터층이 형성되어 있고, 그리고 상기 컬러필터층 상부에 공통전극이 형성되어 있다.

또한, 상기 기판(100)이 소위 IPS 모드 액정표시소자용 컬러필터 기판일 경우에는, 투명기판 상에 빛의 누설을 방지하는 차광층이 형성되어 있고, 상기 차광층 위에 녹색, 적색, 청색의 컬러필터층이 형성되어 있고, 그리고 기판 평탄화를 위해서 상기 컬러필터층 상부에 오버코트층이 형성되어 있다.

이와 같이 상기 기판(100) 상에 형성되는 구성요소의 재질이나 형성방법 등은 당업자에게 자명한 범위 내에서 변경하여 형성할 수 있을 것이다.

다만, 상기 투명기판의 재료로는 유리기판 이외에, 플렉시블(flexible)기판 및 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.

종래 러빙배향법의 경우 러빙롤과 기판간의 물리적인 접촉이 발생되므로 플렉시블 기판을 사용하는데 문제가 있었으나, 본 발명의 경우 후술하는 바와 같이 전기장을 이용하여 물리적인 접촉이 발생되지 않으므로 플렉시블 기판을 사용하는데 문제가 없다.

또한, 종래 러빙배향법의 경우 배향물질을 도포한 후 배향물질을 경화하는 공정이 필요한데 상기 경화공정은 약 230도씨의 고온에서 수행하게 된다. 따라서, 고온에 약한 플라스틱 기판을 사용할 경우 플라스틱 기판이 구부러지는 등의 문제점이 발생되었으나, 본 발명의 경우 후술하는 바와 같이 전기장을 이용할 경우 별도의 경화공정이 요하지 않아 고온에 약한 플라스틱 기판을 사용하는데 문제가 없다.

그 후, 도 4b와 같이 기판 상에 배향물질(200)을 도포한다.

상기 배향물질(200)은 후술할 전기장 인가에 의해 배향방향이 정렬되는 물질이면 어느 것이나 가능하다. 그 예로는, 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹 에시드(Polyamic acid), 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 및 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)에서 선택된 고분자물질 등을 들 수 있다.

다만, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 고분자물질이 전기장 또는 자기장 인가에 따른 방향성이 뛰어나기 때문에 보다 바람직하다.

화학식 1

(상기 n은 정수).

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2의 디아민과 화학식 3의 디에폭시와의 반응에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

화학식 2

NH₂ - R₁ - NH₂

화학식 3

.

여기서, 상기 R₁은 알킬기 또는 벤젠고리를 함유하는 화합물이 바람직하다.

상기 벤젠고리를 함유하는 화합물은

,

, 및

로 이루어진 군에서 선택된 화합물일 수 있다.

또한, 상기 R₂는 아민을 함유하는 화합물 또는 벤젠고리와 에테르기를 함유하는 화합물로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 아민을 함유하는 화합물은

,

, 및

로 이루어진 군에서 선택된 화합물일 수 있다.

상기 벤젠고리와 에테르기를 함유하는 화합물은

,

, 및

로 이루어진 군에서 선택된 화합물일 수 있다.

그 후, 도 4c에서와 같이, 상기 배향물질(200)의 배향방향을 결정하기 위해서 전기장 인가장치(300)를 이용하여 전기장을 인가한다.

상기 전기장 인가장치(300)는 상기 배향물질(200)이 도포된 기판(100)을 사이에 두고 양극부(310)와 음극부(320)가 서로 마주보도록 형성하여, 화살표 방향과 같이 양극부(310)에서 음극부(320) 방향으로 전기장(E)이 인가된다. 도면에는 양극부(310)와 음극부(320)가 기판(100)과 접촉하고 있지 않은 것을 도시하였지만, 양극부(310)와 음극부(320)가 기판(100)의 양 측변에 접촉하고 있는 것이 전기장의 세기 면을 고려할 때 바람직하다.

여기서, 상기 전기장 방향과 수직방향으로 상기 배향물질(200)이 배향되게 되므로, 전기장의 인가방향은 배향물질(200)의 배향방향과 수직방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

따라서, 배향물질(200)의 배향방향이 x축에 수직방향일 경우에는 도 5a와 같이 전기장을 x축에 평행방향으로 인가하면 될 것이고, 배향물질(200)의 배향방향이 x축에 수평방향일 경우에는 도 5b와 같이 전기장을 x축에 수직방향으로 인가하면 될 것이다.

여기서, 도 5a 및 도 5b와 같이 전기장의 인가방향을 변경하기 위해서는 전기장 인가장치(300)를 회전시킬 수도 있을 것이고, 기판(100)을 회전시킬 수도 있을 것이다.

한편, 상기 도 4b의 배향물질(200)을 도포하는 공정 및 도 4c의 전기장을 인가하는 공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

제2실시예

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 이는 자기장을 인가하여 배향막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

우선, 도 6a와 같이, 기판(100)을 준비한다.

상기 기판(100) 상에는 전술한 제1실시예와 동일하게, 액정표시소자의 모드에 따라 다양한 구성요소가 형성되며, 기판의 재료로는 유리기판 이외에, 플렉시블(flexible)기판 및 플라스틱 기판과 같은 투명기판이 사용될 수 있다.

그 후, 도 6b와 같이 기판 상에 배향물질(200)을 도포한다.

상기 배향물질(200)의 종류도 전술한 제1실시예와 동일하다.

그 후, 도 6c에서와 같이, 상기 배향물질(200)의 배향방향을 결정하기 위해서 자기장 인가장치(400, 500)를 이용하여 자기장(B)을 인가한다.

상기 자기장 인가는 도 6c①과 같이 코일(420)이 감긴 한쌍의 전자석(400)이 기판을 사이에 두고 마주보도록 형성된 전자석 장치를 이용하여 수행할 수도 있고, 도 6c②와 같이 기판을 둘러싸도록 형성된 말굽자석 장치(500)를 이용하여 수행할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

전술한 제1실시예의 경우 전기장 인가시 전극부를 기판과 접촉하는 것이 바람직하기 때문에 전극부를 기판과 접촉하기 위한 공정이 추가로 필요한 반면에, 본 제2실시예의 경우 자기장 인가시 기판과의 접촉이 필요치 않다. 따라서, 자기장을 인가하는 것이 전기장을 인가하는 것에 비하여 공정이 단축되어 생산성 면에서 유리하다.

여기서, 상기 자기장 인가방향과 수평방향으로 상기 배향물질(200)이 배향되게 되므로, 자기장의 인가방향은 배향물질(200)의 배향방향과 수평방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

여기서, 자기장의 인가방향을 변경하기 위해서는 자기장 인가장치(400, 500)를 회전시킬 수도 있을 것이고, 기판(100)을 회전시킬 수도 있을 것이다.

상기 도 6b의 배향물질(200)을 도포하는 공정 및 도 6c의 전기장을 인가하는 공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

제3실시예

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 도 7d 공정이 추가된 것을 제외하고 전술한 제1실시예와 동일하다. 따라서, 도 7a 내지 도 7c에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 7a와 같이 기판(100)을 준비하고, 도 7b와 같이 기판 상에 배향물질(200) 을 도포하고, 도 7c와 같이 상기 배향물질(200)의 배향방향을 결정하기 위해서 전기장 인가장치(300)를 이용하여 전기장을 인가한 후, 도 7d에서와 같이, 경화공정을 수행한다.

상기 전기장 인가에 의해 배향방향이 결정된 배향물질(200)은 이와 같은 경화공정에 의해 배향방향이 고정되게 된다.

상기 경화공정은 히터를 통해 열을 가하여 수행하며, 그 온도는 적용되는 기판에 따라 변경될 수 있으며, 전술한 바와 같이 플라스틱 기판을 적용할 경우는 100도씨 이하로 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도 7b의 배향물질(200)을 도포하는 공정, 도 7c의 전기장을 인가하는 공정, 및 도 7d의 경화공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

제4실시예

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 도 8d 공정이 추가된 것을 제외하고 전술한 제2실시예와 동일하다. 따라서, 도 8a 내지 도 8c에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 8a 내지 도 8c와 같이, 기판(100)을 준비하고, 기판 상에 배향물질(200)을 도포하고, 상기 배향물질(200)의 배향방향을 결정하기 위해서 자기장 인가장치(400, 500)를 이용하여 자기장을 인가한 후, 도 8d에서와 같이, 경화공정을 수행한다.

상기 자기장 인가에 의해 배향방향이 결정된 배향물질(200)은 이와 같은 경화공정에 의해 배향방향이 고정되게 된다.

한편, 상기 도 8b의 배향물질(200)을 도포하는 공정, 도 8c의 자기장을 인가하는 공정, 및 도 8d의 경화공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

제5실시예

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 이는 러빙수행후 전기장을 인가하여 배향막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

우선, 도 9a와 같이, 기판(100)을 준비한다. 구체적인 내용은 전술한 실시예와 동일하다.

그 후, 도 9b와 같이 기판 상에 배향물질(200)을 도포한다. 구체적인 내용은 전술한 실시예와 동일하다.

그 후, 도 9c에서와 같이, 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 러빙을 수행한다.

러빙공정은 러빙포(255)가 부착된 러빙롤(250)을 원하는 배향방향으로 러빙하여 수행한다.

그 후, 도 9d에서와 같이, 상기 배향물질(200)이 도포된 기판 상에 전기장 인가장치(300)를 이용하여 전기장(E)을 인가한다.

상기 전기장 인가장치(300)는 상기 배향물질(200)이 도포된 기판(100)을 사이에 두고 양극부(310)와 음극부(320)가 서로 마주보도록 형성하여, 화살표 방향과 같이 양극부(310)에서 음극부(320) 방향으로 전기장이 인가된다.

도면에는 양극부(310)와 음극부(320)가 기판(100)과 접촉하고 있지 않은 것을 도시하였지만, 양극부(310)와 음극부(320)가 기판(100)의 양 측변에 접촉하고 있는 것이 전기장의 세기 면을 고려할 때 바람직하다.

여기서, 상기 전기장 방향과 수직방향으로 상기 배향물질(200)이 배향되게 되므로, 전기장의 인가방향은 상기 러빙방향과 수직방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

따라서, 러빙방향이 x축에 평행방향일 경우에는 전기장을 x축에 수직방향으로 인가하면 될 것이고, 러빙방향이 x축에 수직방향일 경우에는 전기장을 x축에 수평방향으로 인가하면 될 것이다. 이와 같이 전기장의 인가방향을 변경하기 위해서는 전기장 인가장치(300)를 회전시킬 수도 있을 것이고, 기판(100)을 회전시킬 수도 있을 것이다.

한편, 상기 도 9b의 배향물질(200)을 도포하는 공정, 도 9c의 러빙하는 공정 및 도 9d의 전기장을 인가하는 공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

제6실시예

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시소자의 배향막 형성방법에 대한 개략적인 공정도로서, 이는 러빙수행후 자기장을 인가하여 배향막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

우선, 도 10a와 같이, 기판(100)을 준비한다.

그 후, 도 10b와 같이 기판 상에 배향물질(200)을 도포한다.

그 후, 도 10c에서와 같이, 상기 배향물질이 도포된 기판 상에 러빙을 수행한다.

그 후, 도 10d에서와 같이, 상기 배향물질(200)이 도포된 기판 상에 자기장 인가장치(400, 500)를 이용하여 자기장을 인가한다.

상기 자기장 인가는 도 6d①과 같이 코일(420)이 감긴 한쌍의 전자석이 기판을 사이에 두고 마주보도록 형성된 전자석 장치(400)를 이용하여 수행할 수도 있고, 도 6d②와 같이 기판을 둘러싸도록 형성된 말굽자석 장치(500)를 이용하여 수행할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 자기장 인가방향과 수평방향으로 상기 배향물질(200)이 배향되게 되므로, 자기장의 인가방향은 러빙방향과 수평방향으로 인가하는 것이 바람직하다.

상기 도 10b의 배향물질(200)을 도포하는 공정, 도 10c의 러빙하는 공정 및 도 10d의 자기장을 인가하는 공정은 연속공정으로 수행되는 것이 공정시간 단축을 위해 바람직하다.

이상은 러빙공정을 수행한 후 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정에 대해서만 설명하였지만, 전기장 또는 자기장 인가공정을 러빙공정 이전에 수행할 수도 있다. 또한, 러빙공정과 전기장 또는 자기장 인가공정을 동시에 수행하는 것도 가능하다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 당업자에게 자명한 범위내에서 변경실시할 수 있는 범위내이다.

상기 본 발명에 의하면, 전기장 또는 자기장을 이용하여 배향물질의 배향방향을 결정하기 때문에 기판과의 물리적 접촉이 요하지 않아 러빙배향법에서 발생되는 빛샘의 문제가 해결된다.

또한, 배향물질 도포공정과 전기장 또는 자기장 인가공정을 연속공정으로 수 행할 수 있어 공정시간이 단축된다.

또한, 전기장 또는 자기장 인가장치의 회전을 통해서 배향물질의 배향방향을 자유로이 변경할 수 있다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
기판을 준비하는 공정;

상기 기판 상에 액정의 초기배향을 위한 배향물질을 도포하는 공정;

상기 배향물질이 도포된 기판 상에 러빙을 수행하는 공정; 및

상기 배향물질이 도포된 기판의 적어도 두 측면에 전기장 인가 장치 또는 자기장 인가 장치를 위치시켜 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정을 포함하며,

상기 전기장 또는 자기장 인가공정이 러빙공정 이전 또는 동시에 수행되며,

상기 배향물질을 도포하는 공정은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 고분자 물질을 도포하며,

화학식 1

(상기 n은 정수)

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2의 디아민과 화학식 3의 디에폭시와의 반응에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법:

화학식 2

NH₂ - R₁ - NH₂

화학식 3

.
제19항에 있어서,

상기 전기장을 인가하는 공정은 상기 러빙을 수행하는 방향과 수직방향으로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 자기장을 인가하는 공정은 상기 러빙을 수행하는 방향과 수평방향으로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 자기장을 인가하는 공정에서 상기 자기장 인가 장치는 전자석 장치를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 자기장을 인가하는 공정에서 상기 자기장 인가 장치는 말굽자석 장치를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정은 상기 러빙을 수행하는 방향에 따라 x축에 수평, 수직, 또는 대각방향으로 변경하여 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제24항에 있어서,

상기 전기장 또는 자기장의 인가방향을 변경하는 공정은 배향물질이 도포된 기판은 고정하고 전기장 또는 자기장 인가장치를 회전하여 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제24항에 있어서,

상기 전기장 또는 자기장의 인가방향을 변경하는 공정은 전기장 또는 자기장인가장치는 고정하고 배향물질이 도포된 기판을 회전하여 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 배향물질을 도포하는 공정, 러빙을 수행하는 공정, 및 전기장 또는 자기장을 인가하는 공정은 연속공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막의 형성방법.
삭제
제19항에 있어서,

상기 러빙공정이 전기장 또는 자기장 인가공정 이전에 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
삭제
제19항에 있어서,

상기 기판을 준비하는 공정은

투명기판 상에 서로 교차 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 형성되며, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 박막트랜지스터; 및 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막의 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 기판을 준비하는 공정은

투명기판 상에 서로 교차 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 형성되며, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 화소전극; 및 상기 화소전극과 평행하게 형성되는 공통전극을 형성하는 공정을 포함하는 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막의 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 기판을 준비하는 공정은

투명기판 상에 빛의 누설을 방지하는 차광층; 상기 차광층 위에 형성된 녹색, 적색, 청색의 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층 상부에 형성된 공통전극을 형성하는 공정을 포함하는 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막의 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 기판을 준비하는 공정은

투명기판 상에 빛의 누설을 방지하는 차광층; 상기 차광층 위에 형성된 녹색, 적색, 청색의 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층 상부에 형성된 오버코트층을 형성하는 공정을 포함하는 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막의 형성방법.
제33항 또는 제34항에 있어서,

상기 투명기판은 플라스틱 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제33항 또는 제34항에 있어서,

상기 투명기판은 플렉시블 기판인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 배향물질을 도포하는 공정은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹 에시드(Polyamic acid), 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 및 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)로 구성된 군에서 선택된 고분자물질을 도포하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
삭제
삭제
제19항에 있어서,

상기 R₁은 알킬기 또는 벤젠고리를 함유하는 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제40항에 있어서,

상기 벤젠고리를 함유하는 화합물은

,
,
,
, 및

로 이루어진 군에서 선택된 화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제19항에 있어서,

상기 R₂는 아민을 함유하는 화합물 또는 벤젠고리와 에테르기를 함유하는 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제42항에 있어서,

상기 아민을 함유하는 화합물은

,
, 및

로 이루어진 군에서 선택된 화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.
제42항에 있어서,

상기 벤젠고리와 에테르기를 함유하는 화합물은

,

, 및
로 이루어진 군에서 선택된 화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 배향막 형성방법.