KR20050004550A - 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050004550A
KR20050004550A KR1020030044778A KR20030044778A KR20050004550A KR 20050004550 A KR20050004550 A KR 20050004550A KR 1020030044778 A KR1020030044778 A KR 1020030044778A KR 20030044778 A KR20030044778 A KR 20030044778A KR 20050004550 A KR20050004550 A KR 20050004550A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alignment film
compound
liquid crystal
alignment
formula
Prior art date
Application number
KR1020030044778A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101065652B1 (ko
Inventor
이재호
김경현
이계헌
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020030044778A priority Critical patent/KR101065652B1/ko
Publication of KR20050004550A publication Critical patent/KR20050004550A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101065652B1 publication Critical patent/KR101065652B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56Aligning agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723Polyimide, polyamide-imide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

저온에서 충분한 이미드화를 달성할 수 있는 배향막 용액 조성물, 이를 이용한 배향막의 형성방법과 액정표시장치의 제조방법, 그리고 액정표시장치가 개시되어 있다. 이를 위하여 이무수물 화합물과 디아민 화합물을 가지는 제1 배향막 용액과 일부 관능기가 알킬기로 치환된 이무수물 화합물, 디아민 화합물을 가지는 제2 배향막 용액을 포함하는 배향막 용액 조성물을 제공한다. 그리고 제1 배향막 용액과 촉매를 포함하는 배향막 용액 조성물을 제공한다. 또한, 이러한 배향막 용액 조성물을 이용한 배향막의 형성방법, 액정표시장치의 제조방법, 액정표시장치를 제공한다. 저온에서도 배향막의 이미드화도를 향상시킬 수 있고, 물리화학적 내성이 현저하게 향상된 배향막을 얻을 수 있게 된다. 따라서 적하 방식에 의하여 액정층을 형성하는 경우라도 액정에 의한 배향막의 국부적인 침해를 막을 수 있다.

Description

배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 배향막을 포함하는 액정표시장치{SOLUTION COMPOSITION FOR ALIGNMENT FILM, METHOD OF FORMING ALIGNMENT FILM, METHOD OF MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING ALIGNMENT FILM MANUFACTURED BY THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 사용되는 배향막 용액 조성물, 이를 사용하는 배향막의 형성방법 및 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온에서도 충분하게 이미드화가 가능한 배향막 용액 조성물 및 이를 사용하는 배향막의 형성방법 및 액정표시장치에 관한 것이다.
액정은 액체의 유체 특성과 고체의 광학 특성을 동시에 가지고 있는 물질로서 분자 배열과 광학적 성질을 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 액정표시장치(LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE: LCD)는 이와 같은 액정의 특성을 이용하여 만든 디스플레이 장치로서 빛의 투과율을 조절하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 이러한 액정표시장치에서 액정의 분자배열에 대한 제어는 액정표시장치의 표시 품위 안정화에 큰 영향을 미치는데, 배향막은 배향막 표면 위의 액정 분자들을 일정한 방향으로 배향시키는 역할을 한다. 그런데 액정이 공정상 발생되는 물리적 화학적인 영향에 의해 원하지 않는 패턴성을 갖게 되면, 그 패턴성이 액정 배향에 전사되어 화면 불량을 나타내게 된다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 하기 반응식 1은 폴리이미드계 유기 배향막 형성에 있어서, 일반적인 이미드화 공정을 나타낸다.
우선, 상기 화학식 1로 표시되는 이무수물(dianhydride), 상기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 디아민(diamine)을 포함하는 배향막 용액을 액정표시장치의 기판 상에 도포한 후, 예비 건조를 통하여 용제를 증발시켜 상기 화학식 4로 표시되는 폴리아믹산을 합성한다. 이어서, 본 경화과정을 통하여 상기 폴리아믹산을 상기 화학식 5로 표시되는 폴리이미드로 전환한다. 이때 상기 본 경화는 약 200 내지 300℃에서 약 30분 정도 실시한다.
그러나 이러한 본 경화를 거치더라도 충분한 이미드화는 진행되지 않고, 배향막의 상당부분이 폴리아믹산 상태로 남아 있게 된다. 배향막에 잔존하는 폴리아믹산은 특히, 적하 방식을 통하여 액정층을 형성하는 경우, 액정에 의하여 물리적 화학적인 손상을 받는다. 적하 방식이란 배향막이 도포된 유리기판 상에 주사기 등을 이용하여 방울 형태로 액정을 떨어뜨린 후 압착하여 액정 셀을 제조하는 액정 충진법을 의미한다. 이 경우 액정이 적하된 지점에서 전 패널에 걸쳐 레벨링(levlling)이 되기 위해서는 일정 정도 이상의 시간과 압력이 필요하다. 하지만, 액정이 충분히 레벨링 되지 않은 상태에서는 액정화합물과 배향막 화합물간의 화학반응에 의해 배향막이 손상된다.
즉, 액정은 그 종류에 따라 에스테르기, 할로겐기, 시아노기, 알킬기 등의 관능기를 포함하고 있고, 충분히 레벨링 되지 않은 상태의 액정에 포함된 상기 관능기들이 배향막내에 잔존하는 폴리아믹산의 아미드기나 카르복실기와 정전기적 결합을 하거나 충분히 이미드화되지 않은 배향막을 부분적으로 용해하여 팽윤시킴으로써 이후 공정에서 액정의 분포에 따른 배향막의 상태변화를 유발하게 된다.
이와 같이 액정 방울의 적하 패턴에 따라 배향막에 비가역적인 변화가 유발되어, 액정배향의 영구적인 패턴성으로 나타나며, 액정표시장치의 구동시 얼룩으로 관찰된다.
도 1은 종래 기술에 의해 형성된 배향막에 액정 적하시 관찰되는 적하 얼룩을 나타내는 사진이다. 도 1을 참조하면, 적하 방식에 의해 제조한 액정표시장치의 구동시 액정의 적하 지점에 따라 휘도 차이가 나는 것을 알 수 있다.
이러한 배향막의 얼룩 불량을 방지하기 위한 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 대한민국공개특허 제10-2003-0037820호에는 예비 건조를 위한 유리 기판의 위치 이동시 다수 개의 열판에 구비되는 진공 홀의 위치를 각각 다르게 설정하여 배향막의 휘점 불량을 개선할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성장치 및 방법이 개시되어 있다. 상술한 발명에 의하면, 특정지점에서의 건조가 다른 지점과 차이가 나지 않도록 하여 열전도도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 열전도도의 차이를 극복함으로써 배향막의 얼룩 불량을 방지하고 배향막 건조시 생기는 휘점 불량 문제를 개선할 수 있다.
이러한 방법에 의하면 예비 배향막의 전체에 걸쳐서 동일한 건조도를 달성함으로서 배향막의 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수는 있으나, 이미드화도를 충분히 향상시킬 수 없다. 더구나 이미드화 반응을 진행시키기 위해서는 200 내지 300℃의 비교적 고온에서 경화하는 과정을 필요로 하는데, 고온의 공정조건은 액정표시장치 제조의 경제성을 저하시키고, 고온에 따른 부재의 열화를 유발할 우려가 있다. 따라서 적하 방식을 이용하여 액정층을 형성하는 경우 저온에서도 배향막의 이미드화를 충분히 진행시켜 액정에 의한 배향막의 손상을 방지할 수 있는 배향막 용액 조성물과 이를 이용한 배향막 그리고 이러한 배향막을 채용한 액정표시장치에 대한 기술의 개발이 요청된다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 저온에서 충분한 이미드화를 달성할 수 있는 배향막 용액 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 상술한 배향막 용액 조성물을 이용한 배향막의 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 상술한 배향막 형성방법을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은 상술한 액정표시장치의 제조방법에 의해서 제조된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 의해 형성된 배향막에 액정 적하시 관찰되는 적하 얼룩을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2의 배향막 형성방법을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 3의 방법에 의하여 제조된 액정표시장치를 나타내는 개략단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
10, 11 : 기판 20, 21 : 박막 전극
` 30, 31 : 배향막 40 : 액정
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 하기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 제1 배향막 용액과 알킬기를 포함하는 이무수물 화합물, 및 알킬기를 포함하는 디아민 화합물을 포함하는 제2 배향막 용액을 포함하는 배향막 용액 조성물을 제공한다(단, 상기 화학식 3에서 R은 O(CH2)15CH3 또는 COO(CH2)15CH3 이다).
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 상기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 배향막 용액과 배향막 용액의 이미드화 반응 활성화 에너지를 감소시키는 촉매를 포함하는 배향막 용액 조성물을 제공한다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 배향막 형성방법에 의하면, 배향막 용액을 기판에 도포하고, 배향막 용액을 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환한 후, 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 약 190 내지 220℃에서 저온경화하여 폴리이미드를 포함하는 화합물로 전환하여 배향막을 형성한다.
상술한 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법에 의하면, 박막 전극이 형성된 서로 마주보는 한 쌍의 기판을 준비하고, 박막 전극이 형성된 기판 상에 상술한 방법에 의하여 배향막을 형성한 후, 배향막 사이에 액정을 적하하여 액정을 충진시킨다.
상술한 본 발명의 제4 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 서로 마주보는 한 쌍의 기판, 기판 상에 형성된 박막 전극, 상술한 배향막 형성방법에의하여 형성되고, 박막 전극이 형성된 기판 상에 위치하는 배향막과 배향막 사이에 충진된 액정을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 배향막 용액을 사용하면, 저온에서도 배향막의 이미드화도를 향상시킬 수 있고, 물리화학적 내성이 현저하게 향상된 배향막을 얻을 수 있게 된다. 따라서 적하 방식에 의하여 액정층을 형성하는 경우라도 액정에 의한 배향막의 국부적인 침해를 막을 수 있다. 결국 본 발명에 의하는 경우 배향막의 신뢰성과 그 제조공정의 경제성을 향상시킬 수 있어 고품질의 액정표시장치를 경제적으로 제작할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 의한 배향막 용액 조성물을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 배향막 용액 조성물은 페닐렌기를 가지는 이무수물 화합물, 및 디아민 화합물을 포함하는 일반적인 유기계 배향막 용액인 제1 배향막 용액과 상기 페닐렌기를 가지는 이무수물 화합물과 디아민 화합물에서 일부의 관능기가 알킬기로 치환된 화합물을 포함하는 제2 배향막 용액을 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 배향막 용액 조성물 중의 이무수물 화합물은 예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이고, 디아민 화합물은 상기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물 중 하나 또는 모두를 포함한다.
그리고 상기 제2 배향막 용액 조성물 중의 알킬기를 가지는 이무수물 화합물은 예를 들면 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 하나 이상의 관능기가 알킬기로 치환된 화합물이다. 또한 상기 제2 배향막 용액 조성물 중의 알킬기를 가지는 디아민 화합물은 예를 들면, 상기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물의 하나이상의 관능기가 알킬기로 치환된 화합물이다.
페닐렌기 등이 알킬기로 치환된 이무수물 화합물 및 디아민 화합물은 페닐렌기만으로 치환된 화합물 보다 분자구조상 강성도(stiffness)가 떨어지기 때문에 저온에서도 이미드화가 용이하게 진행될 수 있다. 여기서, 상기 제1 배향막 용액은 약 70 내지 90 중량%, 상기 제2 배향막 용액은 약 10 내지 30 중량% 사용된다. 제2 배향막 용액이 약 10 중량% 미만 사용되면 그 양이 미미하여 저온 경화(이미드화) 효과를 얻을 수 없으며, 약 30 중량%를 초과하여 사용하면 내열성 및 내화학성 등이 저하된다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 배향막 용액 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 배향막 용액과 촉매를 포함한다.
여기서 상기 촉매는 피리딘(pyridine), tert-아민(tertiary amine), 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 종래 배향막 용액에 사용하던 이소퀴놀린계, p-톨루엔 술폰산 등의 촉매 대신에 피리딘이나 tert-아민계 촉매를 사용함으로써, 이미드화에 필요한 활성화 에너지(active energy)를 낮출 수 있다. 따라서, 저온에서 배향막 용액의 축중합이 가능해진다.
여기서, 사용량은 상기 배향막 용액 약 97 내지 99.5 중량%과, 및 상기 촉매 약 0.05 내지 3 중량%의 비율로 사용한다. 촉매의 사용량이 약 0.05 중량% 미만이면 저온경화 효과를 달성하는데 미흡하고, 약 3 중량%를 초과하여 사용하여도 사용량에 비례하여 저온 이미드화율이 증가하지는 않고, 경제적인 면에서도 바람직하지 않다.
상술한 실시예들에 의한 배향막 용액 조성물을 사용하면, 저온에서 신속하게 이미드화를 진행시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 저온경화방법을 이용한 배향막의 형성방법을 제공한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 배향막 용액을 기판에 도포하고(S10), 예비 건조하고(S20), 이어서 저온 경화(S30)를 실시함으로써 배향막을 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 우선 배향막 용액을 기판에 도포한다(S10). 구체적으로, 패터닝된 기판에 잔류하는 오염 및 먼지 등을 세정액을 사용하여 제거한 후 배향막 용액을 상기 유리기판 상에 도포한다. 상기 도포는 스핀법(spining), 함침법(dipping), 롤러 코팅법(roller coating) 등을 이용하여 실시한다.
본 실시예에서는 폴리이미드계 유기 배향막을 형성하기 위하여 상술한 실시예들에 의한 배향막 용액 조성물을 사용한다. 즉, 페닐렌기를 가지는 이무수물 화합물, 및 디아민 화합물을 포함하는 일반적인 유기계 배향막 용액인 제1 배향막 용액과 상기 페닐렌기를 가지는 이무수물 화합물과 디아민 화합물에서 일부의 관능기가 알킬기로 치환된 화합물을 포함하는 제2 배향막 용액을 포함하는 배향막 용액 조성물을 사용하거나, 상기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 배향막 용액과 촉매를 포함하는 배향막 용액 조성물을 사용할 수 있다.
이어서, 상기 배향막 용액을 예비 건조하여 폴리아믹산을 형성한다(S20). 예비 건조 과정을 통하여 상기 화학식 1로 표시되는 페닐렌 기를 포함하는 이무수물과 상기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 디아민이 상기 용매 중에서 반응하여 하기 화학식 4로 표시되는 폴리아믹산을 형성한다(단, 하기 화학식 4에서 R은 예를 들면, O(CH2)15CH3 또는 COO(CH2)15CH3 이다). 또한 상기 예비 건조에 의하여 경화 공정에 앞서 용매가 증발되며, 예비 건조 과정은 약 80℃ 정도에서 실시된다.
계속하여, 상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 저온 경화하여 폴리이미드를 포함하는 화합물로 전환한다(S30).
상기 저온 경화는 약 190 내지 220℃의 온도에서 실시된다. 종래 방법에 의하면 폴리이미드화를 위한 경화는 약 200 내지 300℃의 온도에서 약 20분 내지 40분 동안 소성함으로써 실시된다. 그러나 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예의 배향막 용액 조성물을 사용하기 때문에 저온에서도 신속한 이미드화가 가능해 진다.
즉, 치환된 알킬기를 가지는 이무수물과 디아민을 포함하는 배향막 용액 조성물 또는 피리딘 또는 tert-아민 등의 촉매를 포함하는 배향막 용액 조성물을 사용함으로써 저온에서도 탈수 축중합 반응이 원활하게 진행되어 하기 화학식 5로 표시되는 폴리이미드로 전환된다.
상기 저온 이미드화 반응을 통하여 약 60% 이상의 이미드화를 달성할 수 있으며, 배향막에 액정을 적하시키더라도 배향막의 폴리아믹산의 아미드기나 카르복실산기와 액정에 포함되어 있는 에스테르기, 할로겐기, 시아노기, 알킬기 등의 반응이 방지되어 액정의 분포에 따른 배향막의 상태변화를 예방할 수 있다. 따라서 적하 방식에 의하여 액정을 충진하는 경우라도 액정적하에 따른 얼룩을 최소화할 수 있다.
이 때 경화온도가 약 190℃미만이면 이미드화가 충분히 진행되지 아니하여 액정표시장치 제조시 적하얼룩이 관찰될 우려가 있고, 경화온도가 220℃를 초과하면 고온에 의한 장치의 열화 우려가 있고, 경제적인 면 등에서 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 배향막 형성방법을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공한다. 도 3은 도 2의 배향막 형성방법을 이용한 액정표시장치의 제조방법의 일실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 박막전극이 형성된 한 쌍의 기판을 준비하고(S100), 상기 기판상에 저온 이미드화 방법으로 배향막을 형성한(S200) 후, 액정을 충진하여(S300) 액정표시장치를 제조한다.
우선, 본 실시예에서는 한 쌍의 기판을 준비한다(S100). 상기 한 쌍의 기판은 액정표시장치에 통상적으로 사용하는 기판을 사용할 수 있으며, 대표적으로 공통전극 및 RGB 화소가 형성되는 칼라필터 기판과, 화소전극 및 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 형성되는 TFT 기판을 서로 마주보도록 준비한다.
이어서, 상기 기판 상에 배향막을 형성한다(200). 상기 배향막의 형성은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 의한다. 구체적으로, 상기 박막 전극이 형성된 기판 상에 배향막 용액 조성물을 도포하고, 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환한 후, 상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 약 190 내지 220 ℃에서 이미드화시켜 배향막을 형성한다. 경화온도가 약 190℃ 미만이면 이미드화가 충분히 진행되지 아니하여 액정표시장치 제조시 적하얼룩이 관찰될 우려가 있고, 경화온도가 220℃를 초과하면 고온에 의한 장치의 열화 우려가 있고 경제적인 면 등에서 바람직하지 않다. 상기 배향막 용액 조성물은 앞서 언급한 본 발명의 실시예들에 의한 배향막 용액 조성물이다.
마지막으로 상기 배향막 사이에 액정을 충진한다(S300). 상기 액정은 진공주입법 등의 방법으로 배향막 사이에 충진이 가능하지만, 본 실시예에서는 이미드화도가 60%이상 진행되어 물리적, 화학적 내성이 향상된 배향막을 사용하기 때문에 적하 방식을 적용하여도 적하얼룩의 발생이 감소한다.
또한, 본 발명은 상기 액정표시장치의 제조방법에 의하여 제조된 액정표시장치를 제공한다. 도 4는 도 3의 방법에 의하여 제조된 액정표시장치를 나타내는 개략단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 한 쌍의 기판(10, 11), 박막전극(20, 21), 상기 박막 전극이 형성된 기판 상에 앞서 설명한 배향막의 형성방법에 따라 형성된 배향막(30, 31), 및 배향막 사이에 충진된 액정(40)을 포함한다.
우선 본 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 마주 보는 한 쌍의 기판(10, 11)을 구비한다. 상기 한 쌍의 기판은 액정표시장치에 통상적으로 사용하는 기판을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 한 쌍의 기판 중 하나는 공통전극(20) 및 RGB 화소(도시되지 않음)가 형성되는 칼라필터 기판(10)이고, 다른 하나는 화소전극(21) 및 TFT(도시되지 않음)가 형성되는 TFT 기판(11)이다.
그리고 상기 기판 상에 형성된 박막 전극(20, 21)을 포함한다. 상기 박막전극(20, 21)은 상기 마주보는 한 쌍의 기판(10, 11) 상에 서로 마주보도록 형성되는 데, 상기 한 쌍의 기판 중 칼라필터 기판(10)에서는 공통전극(20)이 형성되고, 상기 TFT 기판(11)에는 화소 전극(21)이 형성된다.
또한, 본 실시예에 의한 액정표시장치는 저온 경화과정에 의해 형성된 배향막(30, 31)을 포함한다. 상기 배향막의 형성은 앞서 설명한 배향막 형성방법의 일 실시예에 의하여 수행된다. 구체적으로 배향막 용액 조성물을 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환하고, 상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 약 190 내지 220 ℃에서 경화하여 폴리이미드로 전환함으로써 배향막(30, 31)을 형성한다. 경화온도가 약 190℃ 미만이면 이미드화가 충분히 진행되지 아니하여 액정표시장치 제조시 적하얼룩이 관찰될 우려가 있고, 경화온도가 220℃를 초과하면 고온에 의한 장치의 열화 우려가 있고, 경제적인 면 등에서 바람직하지 않다. 상기 배향막 용액 조성물은 앞서 언급한 본 발명의 실시예들에 의한 배향막 용액 조성물이다.
그리고 상기 배향막 사이에 충진된 액정(40)을 포함한다. 상기 액정(40)은 진공주입법 등으로 충진이 가능하지만, 본 실시예에서는 이미드화도가 60%이상 진행된 배향막을 구비하고 있기 때문에, 적하 방식을 적용하여도 적하얼룩이 발생되지 않는다.
본 발명에 따른 배향막 용액을 사용하면, 저온에서도 배향막의 이미드화도를 향상시킬 수 있고, 물리화학적 내성이 현저하게 향상된 배향막을 얻을 수 있게 된다. 따라서 적하공정에 의하여 액정층을 형성하는 경우라도 액정에 의한 배향막의 국부적인 침해를 막을 수 있다. 결국 본 발명에 의하는 경우 배향막의 신뢰성과 그 제조공정의 경제성을 향상시킬 수 있어 고품질의 액정표시장치를 경제적으로 제작할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 제1 배향막 용액; 및
    알킬기를 포함하는 이무수물 화합물, 및 알킬기를 포함하는 디아민 화합물을 포함하는 제2 배향막 용액을 포함하는 배향막 용액 조성물
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    단, 상기 화학식 3에서 R은 O(CH2)15CH3 또는 COO(CH2)15CH3 이다.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 배향막 용액 70 내지 90 중량%, 및 상기 제2 배향막 용액 10 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 용액 조성물.
  3. 하기 화학식 1로 표시되는 이무수물 화합물, 및 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디아민 화합물을 포함하는 배향막 용액; 및
    상기 배향막 용액의 이미드화 반응 활성화 에너지를 감소시키는 촉매를 포함하는 배향막 용액 조성물
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    단, 상기 화학식 3에서 R은 O(CH2)15CH3 또는 COO(CH2)15CH3 이다.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 촉매가 피리딘(pyridine), 및 tert-아민(tertiary amine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 배향막 용액 조성물.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 배향막 용액 97 내지 99.5 중량%, 및 상기 촉매 0.05 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 용액 조성물.
  6. 배향막 용액을 기판에 도포하는 단계;
    상기 배향막 용액을 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환하는 단계; 및
    상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 190 내지 220℃에서 경화하여 폴리이미드를 포함하는 화합물로 전환하는 단계를 포함하는 배향막의 형성방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 폴리아믹산이 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법
    [화학식 4]
    단, 상기 화학식 4에서 R은 O(CH2)15CH3 또는 COO(CH2)15CH3 이다.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 폴리이미드를 포함하는 화합물의 이미드화도가 60%이상인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  9. a) 박막 전극이 형성된 서로 마주보는 한 쌍의 기판을 준비하는 단계;
    b) 상기 박막 전극이 형성된 기판 상에 배향막 용액을 도포하는 단계;
    상기 배향막 용액을 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환하는 단계; 및
    상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 190 내지 220 ℃에서 경화하여 폴리이미드를 포함하는 화합물로 전환하는 단계를 포함하는 배향막의 형성단계; 및
    c) 상기 배향막 사이에 액정을 적하하여 액정을 충진시키는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 서로 마주보는 한 쌍의 기판;
    상기 기판 상에 형성된 박막 전극;
    배향막 용액을 예비 건조하여 폴리아믹산을 포함하는 화합물로 전환하고, 상기 폴리아믹산을 포함하는 화합물을 190 내지 220 ℃에서 경화하여 제조된 폴리이미드를 포함하는 화합물을 포함하고, 상기 박막 전극이 형성된 기판 상에 형성된 배향막; 및
    상기 배향막 사이에 충진된 액정을 포함하는 액정표시장치.
KR1020030044778A 2003-07-03 2003-07-03 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치 KR101065652B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030044778A KR101065652B1 (ko) 2003-07-03 2003-07-03 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030044778A KR101065652B1 (ko) 2003-07-03 2003-07-03 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050004550A true KR20050004550A (ko) 2005-01-12
KR101065652B1 KR101065652B1 (ko) 2011-09-20

Family

ID=37219204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030044778A KR101065652B1 (ko) 2003-07-03 2003-07-03 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101065652B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100205963B1 (ko) * 1997-05-29 1999-07-01 이서봉 액정 배향막용 신규 가용성 폴리이미드 수지

Also Published As

Publication number Publication date
KR101065652B1 (ko) 2011-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9846332B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
TWI393732B (zh) 液晶配向液
JP3912284B2 (ja) 横電界駆動用液晶配向処理剤、液晶配向膜および液晶表示素子
JP5894567B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
US7537812B2 (en) Aligning agent for liquid crystal and liquid-crystal alignment film obtained with the same
KR20050085310A (ko) 액정 배향제 및 그것을 사용한 액정 표시 소자
KR19980057660A (ko) 광배향성 조성물, 이로부터 형성된 배향막과 이배향막을 구비한 액정표시소자
WO2015043029A1 (zh) 一种配向膜材料及液晶显示面板的制作方法
KR102129572B1 (ko) 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
JP4420869B2 (ja) 液晶表示装置の配向膜形成方法
US6770335B2 (en) Photoalignment materials and liquid crystal display device and method for fabricating the same with said materials
TW201439061A (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜、以及液晶顯示元件及其製造方法
KR102554524B1 (ko) 액정 배향막의 제조 방법, 액정 배향막, 및 액정 표시 소자
JP2002055346A (ja) 液晶配向膜の形成方法および液晶表示装置の製造方法
KR100936915B1 (ko) 배향막의 형성방법 및 이에 의하여 제조된 배향막을포함하는 액정표시장치
KR20010030523A (ko) 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
KR101065652B1 (ko) 배향막 용액 조성물, 배향막의 형성방법, 이를 이용한액정표시장치의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된배향막을 포함하는 액정표시장치
US9745514B2 (en) Photo-alignment composition and method of manufacturing a display panel using the same
TWI779250B (zh) 交聯劑化合物、包括其的液晶配向組成物、製備液晶配向膜之方法以及使用其的液晶配向膜與液晶顯示器
KR100516060B1 (ko) 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법
US8685496B2 (en) Method of fabricating alignment layer of liquid crystal display device and testing the alignment layer
WO2019127700A1 (zh) 辅助配向剂及其应用
WO2015027622A1 (zh) 液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和制作装置
KR101970588B1 (ko) 자기조립 다관능성 광반응 액정 배향층, 이를 이용한 액정표시장치 및 이의 제조방법
KR101974162B1 (ko) 자기정렬 액정 배향층, 이를 이용한 액정표시장치 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160831

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180829

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190822

Year of fee payment: 9