KR101394933B1 - 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

광분해를 이용하는 고분자 배향막의 경우에는 배향막이 분해됨에 따라, 이방성이 저하되지는 않지만 분자량이 낮아져서 기계적 특성이 저하되는 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 발명으로,
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은,
액정층을 사이로 제 1 기판 및 제 2 기판이 서로 대향하여 합착된 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 두 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막을 도포하는 단계와, 상기 배향막이 도포된 기판을 가열하여 소성시키는 단계와, 상기 배향막이 소성된 기판 상에 UV광을 조사하여 광배향시키는 단계와, 상기 기판을 가열하여 안정화시키는 단계와, 상기 두 기판을 합착시켜 액정층이 개재된 액정 셀을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
광배향, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체, 말레이미드, 열가교, 이방성

Description

액정 표시 장치 및 그의 제조 방법{Liquid Crystal Display Device and Method For Fabricating the Same}
본 발명은, 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광배향법을 이용하여 공정성을 개선하고 신뢰성을 향상시키는 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 사회의 발전에 따라, 시각적 정보를 표시하기 위하여 종래의 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 여러 가지 평판 표시 장치가 각광을 받고 있다.
이러한 평판 표시 장치들로는, PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display Device), LCD(Liquid Crystal Display Device), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 있으며, 그 중에서도 모바일폰 및 컴퓨터 모니터의 표시 화면에서부터 대형 TV의 표시 화면에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있는 LCD(이하 액정 표시 장치)는 가장 대표적인 평판 표시 장치라고 할 수 있다.
이와 같은 액정 표시 장치는, 두 기판 사이에 개재되어 유동성을 가지는 액체상(liquid phase)과 결정 상태를 가지는 고체상(solid phase)의 중간 성질을 가 지는 액정 분자를 이용하여 별도의 광원으로부터 조사되는 빛의 투과율을 조절함으로서 영상을 구현한다.
즉, 액정 분자의 단축 방향 및 장축 방향에 따른 광학적 성질과 유전율이 다른 이방성을 가지는 성질을 이용하여, 두 전극 사이에 형성되는 전계에 따라 액정 분자의 배열 방향을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 원하는 영상을 구현한다.
한 편, 액체상과 고체상의 중간 성질을 가지는 액정 분자가 전계에 따라 일정한 방향으로 배열 방향이 변화되도록 하기 위해서는, 액정 분자를 미리 특정 방향으로 배향시켜야 한다.
이와 같이, 액정 분자를 배향시키기 위해서 구조적으로 비등방성 즉, 이방성을 가지는 배향막이 필요하며, 상기 배향막을 구현하기 위하여 산화 규소를 증착하는 방법(SiO2 deposition)이 제안되었으나 생산 비용 및 공정성의 문제로 인하여 채택이 되지 않고 있다.
상기 산화 규소 증착법을 대신하여 현재 널리 사용되고 있는 배향 방법이 러빙(rubbing) 배향법이다.
러빙 배향법은, 기판 상에 폴리이미드(polyimide) 계열의 배향막을 도포한 후 나일론, 폴리에스테르, 또는 레이온 섬유 등으로 이루어진 러빙천으로 배향막의 표면을 문지름으로서, 배향막의 표면에 미세한 홈(microgroove)을 형성시키는 방법이다.
그러나, 이와 같은 러빙 배향법은 배향막의 표면이 손상되어 미세한 파티클(particle)이 발생하여 기판이 오염되거나, 러빙천이 손상을 입어 배향 상태가 불균일하게 되어 화상이 저하되거나, 마찰에 의한 정전기가 발생하여 기판에 형성된 여러 패턴에 손상을 주는 문제점 등이 있었다.
이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 제안된 방법이 빛을 이용한 광배향법이다.
광배향법은, 광활성기를 가지는 감광성 고분자 액정 배향제를 기판 상에 도포한 후 편광된 UV광 등을 광조사하여, 표면에 비등방성, 즉 이방성을 유도함으로서 액정을 배향시킬 수 있도록 하는 방법이다.
상기 광배향법은 배향막이 직접적으로 마찰되지 않기 때문에, 러빙 배향법과 같이, 파티클 및 정전기가 발생하지 않으며 비교적 균일한 배향 상태를 얻을 수 있음과 아울러, 특히 멀티 도메인을 구현할 수 있다는 장점을 가진다.
광배향법은, 그 반응 기작에 따라 광이 조사되면 발생되는 시스/트란스(cis/trans) 이성질체(isomer)로의 변화에 의하여 생성된 방향성에 따라 액정이 배향되는 광이성질화 반응법과, 빛에 의하여 결합 사슬의 분해가 비등방적으로 일어남에 따라 발생되는 구조적 비등방성을 이용하여 액정을 배향시키는 광분해법과, 조사되는 편광된 UV에 의하여 편광 방향으로 배향되어 있는 광반응기들이 선택적으로 반응하여 고분자 필름에 이방성을 부여하는 광중합법 등으로 구분되며, 이 가운데 광중합법이 널리 사용되고 있다.
그러나, 종래의 광중합 반응을 이용하여 액정을 배향시키기 위한 광중합형 고분자 배향막의 경우에, 주로 트리아진 유도체를 고분자의 주쇄(main chain)로 하고 시나메이트(cynamate)계, 쿠마린(cumarine)계, 또는 칼콘(calcone)계 등의 광반응기를 측쇄(side chain)로 하는 구조를 가진다.
이러한 구조를 가지는 광중합형 고분자 배향막은, 열안정성이 낮고, 액정과 배향막 사이의 약한 물리적 결합력에 의하여 배향력이 약해지는 동시에, 액정 표시 장치의 제조 공정 과정에서 광안정성에 영향을 받는 문제점이 있었다.
한편, 광분해를 이용한 고분자 배향막 가운데 일반적으로 사용되는 배향막은, 도1에 도시한 바와 같이, CBDA(Cyclobutan dianhydride)를 사용한 폴리이미드계 배향막의 경우이며, 상기 CBDA 배향막은 광분해 반응으로 이방성을 유도하지만, 사이클로부테인 링(cyclobutane ring)의 분해로 말레이미드(MI: Maleimide)가 생성되고 부반응으로 광산화반응물이 생성된다. 참고로, 분자 구조상 CBDA는 고정되어 있는 것으로 재료의 내열성과 같은 재료의 물성은 주로 CBDA와 결합되는 그룹(-R) 에 의하여 결정된다고 할 수 있다.
도2는 CBDA와 ODA(Oxydianiline)으로 구성된 폴리이미드계 광배향막의 구조를 도시한 도면이다.(JJAP, Vol.38, L1435, 1999; Vol.42, L67, 2003 참조)
CBDA-ODA 재료의 경우, ODA가 산소 원자로 이루어진 에테르 결합(ether linkage)이 플렉서블(flexible)한 특성을 가지고 있어서, 재료의 내열성이 낮은 특 성을 가지고, 이로 인하여 CBDA-ODA 배향막을 사용할 경우에 영구적인 AC 잔상에 취약해지는 단점을 가진다.
한 편, 도3은 CBDA의 광분해 반응을 도시한 도면이다. 도3에서 알 수 있듯이, CBDA 계열의 배향막이 빛에 의하여 분해되어 말레이미드(MI)가 부산물로 생성되고, 상기 말레이미드는 실제 배향에는 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다.(JJAP, Vol.38, L1435, 1999; Vol.42, L67, 2003 참조)
도4는 CBDA-ODA 배향막의 광분해 반응을, 서로 수직하게 진동하는 두 광원을 이용한 편광 푸리에변환 적외선 분광기(FT-IR : Fourie Transformation - Infrared Ray)를 통해 관찰한 그래프이다. 도5에서는 또한 특징적인 작용기의 진동 흡수 피크 영역을 함께 도시하였다.
도4의 각 흡수 피크를 나타낸 그래프의 수직축은 각 광원에서의 흡수도 및 차이를 나타내고, 수평축은 조사하는 광원의 에너지를 나타낸다. 또한, 도4의 각 그래프(a 내지 d)에서 사각형은 서로 다른 진동 방향을 가지는 빛에 대한 값을 나타내고, 원은 두 값의 차이를 나타낸다.
도4에서 알 수 있듯이, 말레이미드에 결합된 케톤기의 진동 흡수 피크(1397cm-1, (b)참조)는, 조사되는 빛의 진동 방향에 관계없이 일정한 경향을 보이고 있으며, 이는 말레이미드가 이방성에 영향을 미치지 않는 것을 나타낸다.
이와 같이, 광분해를 이용하는 고분자 배향막의 경우에는 배향막이 분해됨에 따라, 이방성이 저하되지는 않지만 분자량이 낮아져서 기계적 특성이 저하되는 문 제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,
광배향이 가능하면서도 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있는 배향막을 이용한 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은,
액정층을 사이로 제 1 기판 및 제 2 기판이 서로 대향하여 합착된 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 두 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막을 도포하는 단계와, 상기 배향막이 도포된 기판을 가열하여 소성시키는 단계와, 상기 배향막이 소성된 기판 상에 UV광을 조사하여 광배향시키는 단계와, 상기 기판을 가열하여 안정화시키는 단계와, 상기 두 기판을 합착시켜 액정층이 개재된 액정 셀을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은,
폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 감광성 고분자 배향막을 이용하여 액정 표시 장치를 형성하고, 또한 광배향시 분해되어 발생하는 말레이미드를 열가교반응시켜, 공정을 추가하지 않고서도 우수한 기계적 특성을 가지는 액 정 표시 장치를 구현할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시예예 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 배향막을 기판 상에 도포하는 단계와, 상기 배향막을 소성시키는 단계와, 상기 소성된 배향막 상에 UV광을 조사하여 광배향하는 단계와, 상기 광배향된 배향막에 열을 가하여 안정화시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 배향막을 기판 상에 도포하면, 도6과 같이 기판(30)에 가까운 쪽의 배향막(20)과, 기판(30)으로부터 먼 쪽의 배향막(10) 사이에, 마치 상분리가 일어나는 것과 같이, 농도 구배의 차이가 발생한다.
즉, 상대적으로 극성(polarity)가 높은 폴리아미드 성분은 기판으로부터 먼 쪽의 배향막(10)에서 높은 농도로(major) 나타나고, 상대적으로 극성이 낮은 폴리이미드 성분은 기판에 가까운 쪽의 배향막(20)에서 높은 농도로 나타나게 된다. 그러나, 이 경우는 완전하게 상분리가 되는 것이 아니라 국부적으로 각 성분 간에 농도의 차이가 발생하게 된다는 것을 의미한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
1. 실시예 : 액정 표시 장치의 제조 방법
(1) 제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판으로 이루어진 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향막을 기판 상에 도포하는 단계와, 상기 기판 상에 도포된 배향막을 소성시키는 단계와, 상기 소성된 배향막에 UV광을 조사하여 광배향하는 단계와, 상기 광배향된 배향막에 열을 가하여 안정화시키는 단계와, 상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계에서, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판은, 예를 들면 각각 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 어레이 기판 및 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판인 것이 가능할 것이다.
상기 어레이 기판은, 기판 상에 서로 평행하게 형성된 복수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 교차하여 매트릭스 형태로 배열된 화소 영역을 정의하는 복수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소 영역에 형성되어 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 화소 전극을 포함하여 구성된다.
상기 박막 트랜지스터는, 상기 게이트 라인으로부터 분기되어 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상부에 형성된 반도체층과, 상기 데이터 라인으로부터 분기되어 상기 반도체층 상부에 형성된 소스 전극 및 상기 소스 전극과 마주보도록 형성된 드레인 전극을 포함하여 구성된다.
상기 화소 전극은 상기 드레인 전극에 접속되며, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 모두 반도체층에 접속된다. 상기 화소 전극과 드레인 전극 사이에는 보호막(passivation)이 더 개재될 수 있다. 또한, 반도체층과 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 접합이 오믹 컨택이 되도록 하는 오믹 컨택층이 더 구비될 수 있다.
상기 컬러 필터 기판은, 상기 어레이 기판에 매트릭스 형태로 배열된 화소 영역에 대응되도록 화소 영역을 정의하도록 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 화소 영역에 형성된 컬러 필터를 포함하여 구성되고, 상기 컬러 필터 기판을 포함한 기판 전면에 평탄화를 위하여 오버코트층을 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 수직 전계를 형성하여 액정을 구동할 경우에는 컬러 필터 기판 전면에 공통 전극층을 형성하고, 수평 전계를 형성하여 액정을 구동할 경우에는 상기 어레이 기판의 화소 영역에 공통 전극을 형성한다.
한 편, 이상에서 설명한 바텀 게이트 방식이 아닌 탑 게이트 방식으로 구현되는 것도 가능하며, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 어느 한 기판에 박막 트랜지스터 어레이 및 컬러 필터 어레이가 동시에 형성되는 것도 가능할 것이다.
다음으로, 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 배향 막을 기판상에 도포하는 단계에서,
상기 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 배향막은, 예를 들면, 아래 화학식1로 표시되는 트리아진 고리를 주쇄(main chain)으로 하는 감광성 고분자 배향막인 것을 특징으로 한다.
Figure 112007086623499-pat00001
(단, 상기 m,n은 자연수)
상기 화학식1에서 R1은 -X-Y의 구조로 이루어질 수 있으며, 이 때, 상기 X는 다음 화학식2 가운데 하나의 구조를 가질 수 있고, 상기 Y는 화학식3 가운데 하나의 구조를 가질 수 있다.
Figure 112007086623499-pat00002
(단, m,n 은 0 이상 10 이하의 정수)
Figure 112007086623499-pat00003
(단, 화학식3에서 1~9는 다음 화학식 4 가운데 하나의 구조를 가질 수 있다.)
Figure 112007086623499-pat00004
(단, m, n은 각각 0 이상 10 이하의 정수이며, A,B는 H, F, Cl, CN, CF3, CH3 가운데에서 선택되어짐.)
또한, 상기 화학식1에서 R1은 다음 화학식5의 구조를 가지는 것도 가능하다.
Figure 112007086623499-pat00005
(단, 상기 화학식5에서, Y´은 다음 화학식6의 구조 가운데 하나의 구조를 가질 수 있고, 1~2는 다음 화학식7의 구조 가운데 하나의 구조를 가질 수 있다.)
Figure 112007086623499-pat00006
(단, n은 0 이상 10 이하의 정수)
Figure 112007086623499-pat00007
(단, A는, H, F, CH3, CF3, CN 로부터 선택되어짐.)
한 편, 상기 화학식1에서 R2, R3, R4를 연결하는 이미드 결합은 아민과 산이무수물과의 반응에서 얻어지는 것으로, 이러한 반응의 일반적인 형태를 다음 반응식1에 나타내었다.
Figure 112007086623499-pat00008
또한, 상기 화학식1에서 R2, R3, R5를 연결하는 아미드 결합은 아민과 카르복시산의 반응에서 얻어지는 것으로, 이러한 반응의 일반적인 형태를 다음 반응식2에 나타내었다.
Figure 112007086623499-pat00009
따라서, 상기 화학식1의 연결부인 아미드 결합과 이미드 결합은 각각, 아민과 카르복시산, 아민과 산이무수물과의 반응엣서 얻어지는 것으로서 주로 반응식1 및 반응식2의 혼합 반응으로 이루어진다.
또한, 상기 화학식1에서 R2와 R3는 반응식1 및 반응식2의 아민에 기인하는 것으로, 각각 다음 화학식8 가운데에서 선택된 하나이다.
Figure 112007086623499-pat00010
(단, m, n은 0 이상 10 이하의 정수)
또한, 상기 화학식1에서 R4는 반응식1의 산이무수물에 기인하는 것으로 다음 화학식9 에서 선택된 하나이다.
Figure 112007086623499-pat00011
또한, 상기 화학식1에서 R5는 반응식2의 카르복시산에 기인하는 것으로 다음 화학식10 에서 선택된 하나이다.
Figure 112007086623499-pat00012
(단, m, n은 0 이상 10 이하의 정수)
이러한 구조를 가지는 배향막을 기판 상에 도포하는 방법은, 디핑법, 스핀 코팅법, 인쇄법, 스프레이법, 노즐을 이용한 넌-스핀 코팅법 등의 방법으로 도포하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 상기 배향막은 위에서 설명한 바와 같이, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
참고로, 블록 공중합체는, 어느 한 종류의 단량체(monomer)가 공중합된 제 1 단량체 블록의 일단에, 다른 한 종류의 단량체가 공중합된 제 2 단량체 블록이 결합되어 있는 형태의 공중합 폴리머를 지칭한다.
즉, 본 발명에서는 폴리이미드 계열의 단량체가 연속적으로 결합된 단량체 블록의 일단에 폴리아미드 계열의 단량체가 연속적으로 결합된 단량체 블록이 결합된 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 배향막을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 상기 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체는 말레이미드 측쇄(side chain)를 더 가질 수 있다.
이와 같이, 기판 상에 감광성 고분자 배향막이 도포되면, 상기 배향막은 마치 상분리와 같이, 2층 구조로 나누어진다.
즉, 배향막은 기판으로부터 먼 쪽에 위치함과 아울러 폴리아미드 성분의 농도가 폴리이미드 성분의 농도보다 높은 제 1 레이어와, 기판에 가까운 쪽에 위치함과 아울러 폴리이미드 성분의 농도가 폴리아미드 성분의 농도보다 높은 제 2 레이어로 나누어진다.
그러나, 이와 같은 레이어의 구분은 상분리와 같이 명확한 구분이 아니라, 농도 차이에 의한 구분이고, 이러한 구분은 폴리아미드 성분과 폴리이미드 성분의 극성의 차이에 기인한다.
다음으로, 상기 배향막을 소성시키는 단계는, 예를 들면 배향막이 도포된 기판을 온도 230℃ 내지 250℃의 온도에서 1 내지 2 시간 동안 가열하여 배향막을 소성시킬 수 있다.
다음으로, 상기 소성된 배향막에 UV광을 조사하여 광배향 시키는 단계는, 바람직하게는 직선편광된 UVC 영역의 UV광 즉, 200nm 내지 280nm의 파장을 가지는 UV 광을 이용하는 것이 바람직하며, 특히 본 발명에서는 UV광에 의한 배향막의 광분해 반응 기작을 이용할 수 있다.
이 때, 배향막이 말레이미드 측쇄를 가지는 경우, 광배향이 이루어지면서, 도8과 같이, 말레이미드가 빛에 의하여 분리되어진다. 특히, 폴리이미드 성분의 농도가 높은 제 2 레이어 쪽에서 말레이미드가 활발하게 생성된다.
다음으로, 상기 광배향이 이루어진 배향막을 안정화시키는 단계는, 온도 50℃ 내지 150℃의 온도로 10분 내지 60분 동안 수행하거나, 200℃ 내지 250℃의 온도로 30분 내지 120분의 시간 동안 수행하는 것이 가능할 것이다.
이 때, 광배향 단계에서 분리되어진 말레이미드는 열에 의하여 도9와 같이, 가교(cross-linking) 반응이 진행되어 기계적 성질이 더욱 우수한 배향막을 획득하는 것이 가능하게 된다. 즉, 말레이미드가 활발하게 생성된 제 2 레이어, 즉 기판에서 가까우며 폴리이미드 성분의 농도가 폴리아미드 성분의 농도보다 높은 제 2 레이어에서 말레이미드의 열가교화가 활발하게 진행된다.
이와 같이, 기판에 가까운 쪽에서 열가교화가 활발하게 진행됨에 따라, 기판 상에 생성된 컬러 필터 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이로부터 불순물이 액정으로 침투하거나, 반대로 액정이 기판 상에 생성된 어레이로 침투하는 것을 방지하는 효과를 제공한다.
또한, 열가교화가 진행됨에 따라 배향막의 전압유지율(Voltage Holding Ratio) 등의 특성이 개선되어, 표시 품위가 개선되는 효과를 제공한다.
또한, 제 1 배향막을 소성시킨 후, 제 2 배향막을 소성시키는 것과 같이 배 향막 도포 공정을 2회 수행하지 않고, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체 감광성 고분자 배향막을 이용하여 1회의 배향막 도포만으로도 우수한 기계적 성질의 광배향막을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
상기 광배향 단계의 반응은 역반응도 동시에 진행되는 가역적인 반응이므로, 광가교 반응 및 열가교 반응이 동시에 가능한 말레이미드가 열가교 반응을 통하여 제거되어지면, 르-샤틀리에 원리에 의하여 평형을 유지하기 위하여 정반응이 우세하게 진행되어져서 이방성 형성에 유리해지게 된다.
(2) 제 2 실시예
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판으로 이루어진 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향제 용액에 폴리아믹산, 폴리아미드, 선(先)-이미드화(pre-imidized)된 폴리이미드 가운데 적어도 하나를 더 포함하여 구성된 배향막을 기판 상에 도포하는 단계와, 상기 기판 상에 도포된 배향막을 소성시키는 단계와, 상기 소성된 배향막에 UV광을 조사하여 광배향하는 단계와, 상기 광배향된 배향막에 열을 가하여 안정화시키는 단계와, 상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 형성되는 배향막이 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향제 용액에 폴리아믹산(poly Amic Acid), 폴리아미드(polyamide), 선(先)-이미드화(pre-imidized)된 폴리이미드(polyimide) 가운데 적어도 하나가 더 첨가되어 이루어지는 점을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법과 동일하므로, 다른 부분에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
이와 같이, 배향막이 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향제 용액에 폴리아믹산, 폴리아미드, 선-이미드화(pre-imidized)된 폴리이미드 가운데 적어도 하나가 더 첨가되어 이루어지면, 배향막의 기계적 특성이 더욱 우수해지는 효과를 가질 수 있다.
2. 실시예 : 액정 표시 장치
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 서로 대향하여 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 기판의 내측면에 형성된 배향막과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하여 구성되며,
상기 배향막은, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하여 이루어지 는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배향막은 폴리아미드 성분의 농도가 높은(major) 제 1 레이어(layer)(도6의 10에 대응) 및 폴리이미드 성분의 농도가 높은 제 2 레이어(layer)(도6의 20에 대응)로 이루어지며,
상기 제 1 레이어는 기판으로부터 먼 쪽에 위치함과 아울러, 상기 제 2 레이어는 기판에 가까운 쪽에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 레이어는 열가교화된 말레이미드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 포함하는 감광성 고분자 배향막을 포함하여 구성되며,
상기 감광성 고분자 배향막이 광배향 될 때 분해되어 생성되는 말레이미드가 안정화 공정을 통해 열가교반응이 진행된 것을 특징으로 한다.
3. 배향막의 제조예 및 특성 비교
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 사용되는 배향막의 제조예와, 본 발명의 실시예에 따른 배향막의 특성에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
(1) 시료1 : 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향막
다음에서, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체 의 제조 과정의 일례 및 이를 이용한 시료1의 제조 과정에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
STEP 1 : N-히드록시말레이미드의 제조
먼저, N-히드록시말레이미드를 제조하는 단계는, 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
먼저, N-(페닐옥시카보닐옥시)말레이미드(Ⅱ) (N-(Phenyloxycarbonyloxy)Maleimide(Ⅱ)) 42.26g을 취하여 500ml의 메탄올에 녹인 후 3시간 환류시킨다. 이어서, 메탄올을 증발시켜 제거한 다음 잔류액체를 벤젠에 부어 고체를 얻는다.
상기 고체를 테트라하이드로퓨란(THF: TetraHydroFuran, 이하 THF)과 헥산(Hexane)의 혼합 용매를 사용하여 재결정하여 N-히드록시말레이미드 12.60g을 얻는다.
참고로, 상기 방법을 통해 얻은 N-히드록시말레이미드는 결정융점이 125℃로 측정되어 문헌(Akiyama et al, Chemical Society of Japan, Perkin 1 1980, p2122) 에서 보고된 값인 125℃∼126℃의 범위와 일치하는 것을 확인하였다.
STEP 2 : 말레이미드가 치환된 트리아진의 제조
다음으로, 상기 과정을 통하여 얻은 N-히드록시말레이미드를 이용하여 말레이미드가 치환된 트리아진을 제조하는 단계는, 다음과 같은 과정을 통해 이루어진 다.
이전 단계로부터 얻은 N-히드록시말레이미드 11.3g을 THF 100ml에 녹인 후, 수소화나트륨(Sodium Hydride, NaH) 3g을 첨가하고 2시간 동안 반응시킨다.
이어서, 반응 용액을 트리아진 18.4g을 THF에 용해시킨 용액에 -20℃에서 천천히 적하시키면서 반응을 진행시키고, 적하가 완료된 이후에 1시간 가량 반응을 더 진행시킨다.
반응이 종료된 용액에서 THF를 제거하고, 고체상의 반응물 중 염 성분을 제거한 다음 메틸렌클로라이드와 노말헥산(n-Hexane)의 혼합 용액에서 재결정하여 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물 15.7g을 제조한다.
STEP 3 : 말레이미드가 치환된 트리아진 단량체의 제조
다음으로, 상기 과정을 통하여 얻은 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물을 이용하여 트리아진 단량체를 제조하는 단계는, 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
이전 단계에서 얻은, 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물 26.1g을 클로로포름 200ml에 녹인 후, 4-아미노페놀 32.8g과 수산화나트륨 12g을 브롬화세틸트리메틸암모늄(CTMABr) 3g을 녹인 증류수 300ml에 녹이고 트리아진 용액과 섞어서, 리플럭스 하며 24시간 동안 반응시킨다.
이어서 반응을 종결시킨 후, 유기용액 상을 분리하여 분별깔대기에 옮겨 놓고 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출하고 칼슘클로라이드로 수분을 제거한다.
수분을 제거된 용액을 감압증류하여 유기용매인 클로로포름을 제거하고, THF와 노말헥산의 혼합 용매에서 재결정한다. 이와 같이, 석출된 결정을 감압여과한 후 진공건조하여 트리아진 단량체 25.8g을 제조한다.
이상에서의 STEP 1 내지 STEP 3의 과정을 도10에 나타내었다.
STEP 4 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체의 제조
다음으로, 상기 과정을 통하여 얻은 트리아진 단량체를 이용하여 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 제조하는 단계는, 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
이전 단계에서 얻은 트리아진 단량체 40.24g을 질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 넣고 에틸피롤리돈 300ml에 녹힌 후, 트리에틸아민 20.24g을 첨가한다.
또한, 테레프탈로일클로라이드 10.15g을 N-에틸피롤리돈 70ml에 용해시킨 후, 앞의 트리아진 단량체와 트리에틸아민이 녹아있는 용액에 천천히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 6시간 동안 반응을 시킨다.
다음으로, 상기 용액에 사이클로부테인이무수물 9.8g을 N-에틸피롤리돈 80ml에 용해시킨 용액을 다시 적하시키면서 6시간 동안 추가 반응시켜 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체 배향제 용액을 제조한다.
STEP 4에서의 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체 배향제 용액을 제조과정을 도11에 나타내었다. 참고로 도11에서 m,n은 임의의 자연수이다.
STEP 5 : 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향막을 이용한 시료1의 제조
앞서 설명한 과정을 거쳐 수득한 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체 배향제 용액을 8wt%의 농도가 되도록 부틸셀루솔브 (butylcellusolve)를 환합한 후, 0.1㎛의 미세공 크기를 가지는 여과막에 통과시켜 용해되지 않은 불순물 입자를 제거한다.
이와 같이, 불순물 입자를 제거한 용액을 투명 전극이 도포된 한 쌍의 유리 기판 상에 600nm의 두께로 도포한 다음, 유리 기판을 230℃에서 약 2시간 동안 건조시켜 용매를 제거하여 소성시킴과 아울러 이미드화(imidization) 반응을 시킨다.
다음으로, 상기 유리기판을 500W 수은 램프의 자외광에 대하여 2초에서 10분간 1회의 광조사를 통하여 소성된 배향막의 표면이 이방성을 가지도록 광배향 시킨다.
이후에, 상기 기판에 다시 열을 가하여 안정화 시킨 다음, 4~5㎛ 크기의 스페이서를 산포한 후 에폭시 접착제를 이용하여 두 기판이 서로 대향하도록 합착한 다음, 150℃에서 1시간 동안 경화시킨다.
마지막으로, 상기 액정 셀 내에 액정을 주입한 후, 봉지하여 최종적으로 시료1을 얻는다.
(2)시료 2 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드로 이루어진 배향막
다음에서, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막 및 이를 이용하여 이루어진 시료2의 제조 과정에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
STEP 1 ~ STEP 3
우선, N-히드록시말레이미드를 제조하는 STEP 1과, 말레이미드가 치환된 트리아진을 제조하는 STEP 2와, 말레이미드가 치환된 트리아진 단량체를 제조하는 STEP 3는, 앞서 설명한 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체의 제조 과정에서의 STEP 1 내지 STEP 3와 동일하므로 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
STEP 4 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드의 제조
위의 과정을 거쳐 얻은 트리아진 단량체 40.6g을 질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 넣고 메틸피롤리돈 300ml에 녹인 후, 트리에틸아민 20.24g을 첨가한다.
다음으로, 테레프탈로일클로라이드 20.3g을 N-메틸피롤리돈 70ml에 용해시킨 후, 앞의 트리아진 단량체와 트리에틸아민이 녹아있는 용액에 천천히 적하시키면서 격렬하게 교반하여 6시간 동안 반응시켜 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향제 용액을 준비한다.
STEP 5 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 이용한 시료2의 제 조
다음으로, 앞서 설명한 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 이용하여 액정 셀을 제조하는 과정과 동일한 과정으로, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 이용하여 시료2를 준비한다.
(3)시료 3 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드로 이루어진 배향막
다음에서, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막 및 이를 이용하여 이루어진 시료3의 제조 과정에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
STEP 1 ~ STEP 3
우선, N-히드록시말레이미드를 제조하는 STEP 1과, 말레이미드가 치환된 트리아진을 제조하는 STEP 2와, 말레이미드가 치환된 트리아진 단량체를 제조하는 STEP 3는, 앞서 설명한 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체의 제조 과정에서의 STEP 1 내지 STEP 3와 동일하므로 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
STEP 4 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드의 제조
위의 과정을 거쳐 얻은 트리아진 단량체 40.6g을 질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 넣고 메틸피롤리돈 300ml에 녹인 후 트리아진 단량체를, 시클로부탄이무수물 9.8g을 N-메틸피롤리돈 80ml에 용해시킨 용액에 적하시키면서 6시간 동안 반 응시켜 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향제 용액을 준비한다.
STEP 5 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막을 이용한 시료3의 제조
다음으로, 앞서 설명한 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 이용하여 액정 셀을 제조하는 과정과 동일한 과정으로, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막을 이용하여 시료3을 준비한다.
(4)시료 4 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막 및 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 블렌딩(blending)하여 형성된 배향막
다음으로, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막 및 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 블렌딩(blending)하여 형성된 배향막을 이용하여 형성한 시료 4의 제조 방법에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막 및 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막의 제조 과정은, 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
다음으로, 상기 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막 및 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막을 블렌딩하여 배향막을 형성한 다음, 앞서의 방법과 동일한 방법으로 상기 블렌딩된 배향막을 이용하여 시료 4를 형성한다.
(5)시료 5 : 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막 상부에 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 재코팅하여 형성된 이중 구조의 배향막
다음으로, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막 상부에 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막을 재코팅하여 형성한 시료 5의 제조 방법에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향막 및 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향막의 제조 과정은, 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
다음으로, 기판 상에 먼저, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리이미드 배향제 용액을 도포한 후, 230℃ 내지 250℃의 온도로 1 내지 2 시간동안 기판을 가열하여 배향막을 소성하고, 기판을 냉각한 다음 다시 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드 배향제 용액을 도포하고 동일한 방법으로 재소성하여 이중 구조의 배향막을 형성한다.
다음으로, 광배향 및 안정화 공정을 진행하여 시료 5를 완성한다.
(6)시료 6 :
시료6은, 일반적인 러빙 배향법에 사용되는 일반적인 배향막을 이용하여 동일한 방법으로 시료 6을 준비한다.
(7) 특성 비교
위에서 설명한 과정을 통하여 준비한 시료 1 내지 시료 6으로부터 얻어진 특성을 다음 표1에 나타내었다.
Figure 112007086623499-pat00013
상기 표1에서 알 수 있듯이, 시료 1, 즉 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향막을 이용한 경우, 높은 경도를 가지면서도, 낮은 이온 밀도 및 낮은 블랙 휘도를 가지는 등 우수한 특성을 가짐을 알 수 있다.
다음으로 도12 및 도13은, 말레이미드 측쇄를 가지는 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 배향막을 적용한 시료에서, 광배향 이후의 안정화 공정 전후에 따른 배향막의 리타데이션(retardation, ㅿn) 수준 및 배향막의 전이 온도(Tg)의 변화를 나타낸 그래프이다. 참고로, 도12 및 도13에서 포스트 베이킹(post baking) 공정은 안정화 공정을 나타낸다.
도12 및 도13으로부터 알 수 있듯이, 광배향 이후에 안정화 공정을 적용하면, 적용하기 이전에 비하여 높은 리타데이션 값(ㅿn)을 가지고, 전이 온도가 안정화됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 광배향 이후에 안정화 공정을 적용하여, 배향막 표면이 보다 더 이방성을 가지도록 함과 아울러, 광분해시 발생하는 말레이미드를 열가교화시킴으로서, 배향막의 기계적, 열적 성질을 개선하는 효과를 제공한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도1은 CBDA 계열 폴리이미드계 광배향제의 일반적 구조를 도시한 도면.
도2는 CBDA-ODA 폴리이미드계 광배향제의 구성을 나타낸 도면.
도3은 CBDA의 광분해 반응의 메커니즘을 나타낸 도면.
도4는 CBDA-ODA 배향막의 광분해 반응을 편광 FTIR로 관찰한 그래프.
도5는 CBDA-ODA 배향막의 광분해 반응을 편광 FTIR로 관찰할 때 각 작용기의 흡수 진동 피크를 나타낸 도면.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 배향막 도포 후 성분 농도 차이에 따른 층 구분이 형성된 것을 도시한 도면.
도7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도.
도8은 광배향의 반응 기작을 도시한 도면.
도9는 안정화 반응에 따른 기작을 도시한 도면.
도10은 본 발명의 실시예에 따라 말레이미드 측쇄를 가진 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체를 형성하기 위한 트리아진 단량체의 제조 과정을 나타낸 도면.
도11은 본 발명의 실시예에 따라 말레이미드 측쇄를 가진 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체의 제조 과정을 나타낸 도면.
도12는 안정화공정 적용 시료 및 미적용 시료 간의 UV에너지에 따른 리타데이션 값의 변화를 도시한 그래프.
도13은 안정화공정 적용 시료 및 미적용 시료 간의 UV에너지에 따른 전이 온 도 값의 변화를 도시한 그래프.

Claims (12)

  1. 액정층을 사이로 제 1 기판 및 제 2 기판이 서로 대향하여 합착된 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;
    상기 두 기판 상에 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막을 도포하는 단계;
    상기 배향막이 도포된 기판을 가열하여 소성시키는 단계;
    상기 배향막이 소성된 기판 상에 UV광을 조사하여 광배향시키는 단계;
    상기 기판을 가열하여 안정화시키는 단계; 및
    상기 두 기판을 합착시켜 액정층이 개재된 액정 셀을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막은 하기의 화학식1로 이루어진 트리아진 고리를 주쇄로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    [화학식1]
    Figure 112007086623499-pat00014
    (단, 상기 m,n은 자연수이다.)
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 R1은 -X-Y의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    (단, X는 하기 화학식2 가운데 하나이고, Y는 하기 화학식3 가운데 하나이다.)
    [화학식2]
    Figure 112013112958598-pat00015
    (단, m,n 은 0 이상 10 이하의 정수)
    [화학식3]
    Figure 112013112958598-pat00037
    (단, 화학식3에서 1~9는 다음 화학식 4 가운데 하나의 구조를 가질 수 있다.)
    [화학식4]
    Figure 112013112958598-pat00017
    (m, n은 각각 0 이상 10 이하의 정수이며, A,B는 H, F, Cl, CN, CF3, CH3 가운데에서 선택되어진다.)
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 R1은 하기 화학식5의 구조 가운데 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    [화학식5]
    Figure 112007086623499-pat00018
    (단, 상기 화학식5에서, Y´은 다음 화학식6의 구조 가운데 하나의 구조를 가질 수 있고, 1~2는 다음 화학식7의 구조 가운데 하나의 구조를 가질 수 있다.)
    [화학식6]
    Figure 112007086623499-pat00019
    (단, n은 0 이상 10 이하의 정수)
    [화학식7]
    Figure 112007086623499-pat00020
    (단, A는, H, F, CH3, CF3, CN 로부터 선택되어짐.)
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 R2 및 R3는 하기 화학식8 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    [화학식8]
    Figure 112007086623499-pat00021
    (단, m, n은 0 이상 10 이하의 정수)
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 R4는 하기 화학식9 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    [화학식9]
    Figure 112007086623499-pat00022
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 R5는 하기 화학식10 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
    [화학식10]
    Figure 112007086623499-pat00023
    (단, m, n은 0 이상 10 이하의 정수)
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막은 말레이미드 측쇄를 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판을 가열하여 안정화시키는 단계는, 광배향 단계에서 분해되어 생성된 말레이미드를 열가교화 시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리아미드-폴리이미드 블록 공중합체로 이루어진 감광성 배향막에 폴리아믹산, 폴리아미드, 이미드화(pre-imidized)된 폴리이미드 가운데 적어도 하나를 더 추가한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 서로 대향하여 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판;
    상기 기판 각각의 내측면에 형성된 배향막; 및
    상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 배향막은 기판에서 먼 쪽에 위치함과 아울러 폴리아미드 성분의 농도가 폴리이미드 성분의 농도보다 높은 제 1 레이어와, 기판에 가까운 쪽에 위치함과 아울러 폴리이미드 성분의 농도가 폴리아미드 성분의 농도보다 높은 제 2 레이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 레이어는, 열가교화된 말레이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101565393B1 (ko) * 2009-08-10 2015-11-03 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 그의 관련 화합물, 액정 배향막 및, 액정 표시 소자
KR101956068B1 (ko) * 2011-12-27 2019-03-12 엘지이노텍 주식회사 표시장치 및 이의 제조방법
KR101974067B1 (ko) * 2012-05-08 2019-04-30 엘지디스플레이 주식회사 액정표시패널 및 그 제조방법
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KR102260871B1 (ko) * 2015-01-19 2021-06-04 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP6727282B2 (ja) * 2018-12-26 2020-07-22 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030092516A (ko) * 2002-05-30 2003-12-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치를 제조하기 위한 시스템 및 이를 이용한액정표시장치의 제조 방법
KR100629687B1 (ko) 1999-12-31 2006-09-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조방법
KR20060130388A (ko) * 2005-06-14 2006-12-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자의 제조방법
KR20080001406A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 폴리카보네이트계 감광성 액정 배향제 조성물, 이를 이용한액정 배향막 및 그 제조방법과 액정 배향막을 구비한액정표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100629687B1 (ko) 1999-12-31 2006-09-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 제조방법
KR20030092516A (ko) * 2002-05-30 2003-12-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치를 제조하기 위한 시스템 및 이를 이용한액정표시장치의 제조 방법
KR20060130388A (ko) * 2005-06-14 2006-12-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자의 제조방법
KR20080001406A (ko) * 2006-06-29 2008-01-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 폴리카보네이트계 감광성 액정 배향제 조성물, 이를 이용한액정 배향막 및 그 제조방법과 액정 배향막을 구비한액정표시장치 및 그 제조방법

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