KR20060058383A - Method for forming alignment film in lcd - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DLC(diamond like carbon) 박막의 저항을 감소시킴으로써, 액정표시장치 구동시에 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성방법에 관한 것이다. 이 방법은, 기판 상에 배향막 형성용 DLC 박막을 증착하는 단계; 및 상기 DLC 박막에 3족 및 5족 원소로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 포함된 이온 빔을 소정의 각도로 조사하여, DLC 박막에 배향 특성을 부가하는 동시에 DLC 박막의 저항을 감소시키는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method of forming an alignment layer of a liquid crystal display device by reducing the resistance of a DLC (diamond like carbon) thin film, thereby preventing afterimages from being generated when the liquid crystal display device is driven. The method includes depositing a DLC thin film for forming an alignment film on a substrate; And irradiating the DLC thin film with an ion beam including any one selected from the group consisting of Group 3 and Group 5 elements at a predetermined angle, thereby adding an orientation characteristic to the DLC thin film and reducing the resistance of the DLC thin film. It includes;

Description

액정표시장치의 배향막 형성방법{Method for forming alignment film in LCD}Method for forming alignment film in LCD {LCD}

도 1a 내지 도 1b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1A to 1B are cross-sectional views illustrating processes for forming an alignment layer of a liquid crystal display according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 기판 11: DLC 박막10: substrate 11: DLC thin film

본 발명은 액정표시장치의 배향막 형성방법에 관한 것이고, 특히, 액정표시장치 구동시에 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an alignment film of a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for forming an alignment film for a liquid crystal display device which can prevent an afterimage from being generated when driving the liquid crystal display device.

일반적으로 액정표시장치(LCD)는 휴대형 단말기기의 정보 표시창, 노트북 PC의 화면표시기 및 컴퓨터의 모니터 등의 정보표시장치로 사용되고 있다. 특히, 액정표시장치는 기존의 브라운관형 모니터(CRT)를 대체할 수 있는 표시장치로 산업상 그 활용도는 매우 높다. 이러한 액정표시장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 액정 분자는 가늘고 긴 구조를 갖기 때문에, 분 자 배열에 방향성과 분극성을 가지고 있으며, 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열 방향을 조절할 수 있다. 액정 분자들이 일정한 방향으로 균일하게 배향될 수 있도록 배향막을 형성하는 공정은, 액정표시장치의 정상적인 구동과 화면의 균일한 디스플레이 특성을 결정하는 중요한 공정으로서, 이에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔다.BACKGROUND ART Liquid crystal displays (LCDs) are generally used as information display devices such as information display windows of portable terminal devices, screen displays of notebook PCs, and monitors of computers. In particular, the liquid crystal display device is a display device that can replace the conventional CRT monitor, and its utilization is very high in the industry. The driving principle of the liquid crystal display device is to use the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the liquid crystal molecules have a thin and long structure, the liquid crystal molecules have directionality and polarization in the molecular arrangement, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electromagnetic field to the liquid crystal molecules. The process of forming the alignment layer so that the liquid crystal molecules can be uniformly aligned in a certain direction is an important process for determining normal driving of the liquid crystal display and uniform display characteristics of the screen, and many studies have been conducted.

최근에는, 배향막 형성 공정으로서, 기판 상에 DLC(diamond like carbon) 재질의 배향막을 형성한 다음, 기판과 소정의 입사각을 이루도록 이온 빔을 조사함으로써, 배향 특성을 부가하는 기술이 등장하였다. 이온 빔 소스로서 Ar과 같은 불활성 가스가 이용되며, 상기 이온 빔 처리후, 배향막에 대한 수소 처리 공정이 추가로 진행된다. 수소 처리 공정이 진행됨에 따라, DLC 내에 존재하는 댕글링 본드, 즉, 깨어진 결합에 수소 원자가 채워짐으로써, DLC 박막의 안정성이 향상된다.Recently, as an alignment film forming step, a technique of adding an alignment characteristic by forming an alignment film of a diamond like carbon (DLC) material on a substrate and then irradiating an ion beam to form a predetermined angle of incidence with the substrate has emerged. An inert gas such as Ar is used as the ion beam source, and after the ion beam treatment, a hydrogen treatment process for the alignment film is further proceeded. As the hydrotreating process proceeds, the dangling bonds present in the DLC, that is, the broken bonds are filled with hydrogen atoms, thereby improving the stability of the DLC thin film.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법에 있어서는, 배향막을 구성하는 물질인 DLC의 비저항이 비교적 높은 것으로 인해, 액정내, 또는 배향막 표면 등에 쌓이는 전하의 이동이 원활하지 못하여, 액정표시장치의 구동시에 잔상이 발생되는 문제가 있었다.However, in the method for forming an alignment layer of the liquid crystal display device according to the related art, due to the relatively high resistivity of DLC, which is a material constituting the alignment layer, the movement of charges accumulated in the liquid crystal or on the surface of the alignment layer is not smooth, so that the liquid crystal display There was a problem that an afterimage occurred when the device was driven.

따라서, 본 발명은 선행기술에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법에 내재되었던 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액정표시장치의 구동시, 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치의 배향막 형성방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems inherent in the method of forming the alignment layer of the liquid crystal display device according to the prior art, and an object of the present invention is that an afterimage occurs when the liquid crystal display device is driven. The present invention provides a method of forming an alignment layer of a liquid crystal display device which can be prevented.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면에 따라, 액정표시장치의 배향막 형성방법이 제공되고: 이 방법은, 기판 상에 배향막 형성용 DLC 박막을 증착하는 단계; 및 상기 DLC 박막에 3족 및 5족 원소로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 포함된 이온 빔을 소정의 각도로 조사하여, DLC 박막에 배향 특성을 부가하는 동시에 DLC 박막의 저항을 감소시키는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a method of forming an alignment film of a liquid crystal display device, the method comprising: depositing a DLC thin film for forming an alignment film on a substrate; And irradiating the DLC thin film with an ion beam including any one selected from the group consisting of Group 3 and Group 5 elements at a predetermined angle, thereby adding an orientation characteristic to the DLC thin film and reducing the resistance of the DLC thin film. It includes;

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 DLC 박막은 1,000 Å이하의 두께로 증착된다.According to another aspect of the invention, the DLC thin film is deposited to a thickness of less than 1,000 kHz.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 DLC 박막은 스퍼터링법 또는 PECVD법으로 증착된다.According to another aspect of the present invention, the DLC thin film is deposited by sputtering or PECVD.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 3족 원소는 B이다.According to another aspect of the invention, the Group 3 element is B.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 5족 원소는 P 및 As로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나이다.According to another aspect of the invention, the Group 5 element is any one selected from the group consisting of P and As.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 이온 빔은 BF3, BCl3, PF3 및 PCl3 로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 소스 가스로 사용한다.According to another aspect of the invention, the ion beam uses any one selected from the group consisting of BF 3 , BCl 3 , PF 3 and PCl 3 as the source gas.

본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 이온 빔은 B2H6, PH3 및 AsH3 로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 소스 가스로 사용한다.According to another aspect of the invention, the ion beam uses any one selected from the group consisting of B 2 H 6 , PH 3 and AsH 3 as a source gas.

(실시예)(Example)

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한 다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.1A to 1B are cross-sectional views illustrating processes for forming an alignment layer of a liquid crystal display according to the present invention.

도 1a에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(10) 상에 배향막 형성용 DLC 박막(11)이 증착된다. DLC 박막(11)은 그 두께가 증가될수록 투과율이 감소되므로, 배향막으로 사용하기 위해 1,000 Å 이하의 두께로 증착된다. DLC 박막(11)은 스퍼터링(sputtering)법 또는 플라즈마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD)법으로 증착된다.As shown in FIG. 1A, a DLC thin film 11 for forming an alignment film is deposited on a substrate 10 on which a thin film transistor TFT is formed. Since the transmittance decreases as the thickness increases, the DLC thin film 11 is deposited to a thickness of 1,000 GPa or less for use as an alignment film. The DLC thin film 11 is deposited by sputtering or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

그런다음, 도 1b에 도시한 바와 같이, DLC 박막(11)에 3족 원소 또는 5족 원를 포함하는 이온 빔을 소정의 각도로 조사함으로써, DLC 박막(11)에 배향 특성을 부가하는 동시에 DLC 박막(11)의 전기 전도도를 향상시킨다. 이때, 3족 원소로서는 B가 이용될 수 있고, 5족 원소로서는 P 또는 As가 이용될 수 있다. 단, N 역시 5족 원소이기는 하지만, 이는 DLC 박막(11)에 존재하는 C와 결합하여 CN과 같은 질화물을 형성하기 때문에, DLC의 전기 전도도 향상에 기여하지 못하므로 이온 빔으로 이용될 수 없다.Then, as shown in FIG. 1B, the DLC thin film 11 is irradiated with an ion beam containing a group 3 element or group 5 circle at a predetermined angle, thereby adding an orientation characteristic to the DLC thin film 11 and at the same time the DLC thin film. Improve the electrical conductivity of (11). In this case, B may be used as the Group 3 element, and P or As may be used as the Group 5 element. However, although N is also a Group 5 element, since it combines with C present in the DLC thin film 11 to form a nitride such as CN, it cannot be used as an ion beam because it does not contribute to the improvement of the electrical conductivity of the DLC.

상기 3족 원소 또는 5족 원소를 포함하는 이온 빔의 소스 가스로서, BF3, BCl3, PF3 및 PCl3로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있으며, 상기 이온 빔이 소정의 각도로 조사됨으로써, DLC 박막(11)에 배향 특성이 부가된다. 여기서, DLC는 4족 원소인 C가 비정질 상태로 존재하는 물질이므로, DLC에 3 족 원소를 포함하는 이온 빔을 조사할 경우, 정공의 수가 증가됨으로써 DLC의 전기 전도도가 증가되고 비저항이 감소된다. 또한, DLC에 5족 원소를 포함하는 이온 빔을 조사할 경우에는, 자유 전자의 수가 증가됨으로써 DLC의 전기 전도도가 증가되고 비저항이 감소된다. 따라서, 액정내 또는 배향막 표면 등에 전하가 쌓이더라도, DLC 박막(11)에 3족 또는 5족 원소를 포함하는 이온 빔을 조사한 것으로 인해, 전하의 이동이 원활해질 수 있다. 즉, DLC 박막(11)의 저항이 감소됨으로써, 액정표시장치의 구동시에 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.As the source gas of the ion beam including the Group 3 element or the Group 5 element, any one selected from the group consisting of BF 3 , BCl 3 , PF 3, and PCl 3 may be used, and the ion beam may have a predetermined angle. By irradiating with, an orientation characteristic is added to the DLC thin film 11. Here, since DLC is a material in which C, a Group 4 element, is present in an amorphous state, when irradiating an ion beam including a Group 3 element to DLC, the number of holes is increased, thereby increasing the electrical conductivity of the DLC and reducing the specific resistance. In addition, when irradiating an ion beam containing a Group 5 element to the DLC, the number of free electrons is increased, thereby increasing the electrical conductivity of the DLC and reducing the specific resistance. Therefore, even when charges accumulate in the liquid crystal or on the alignment film surface or the like, due to the irradiation of the ion beam containing the Group 3 or Group 5 element on the DLC thin film 11, the movement of the charges can be smoothed. That is, since the resistance of the DLC thin film 11 is reduced, it is possible to prevent afterimages from occurring when the liquid crystal display is driven.

한편, 상기 3족 원소 또는 5족 원소를 포함하는 이온 빔의 소스 가스로서, BF3, BCl3, PF3 및 PCl3로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 대신에, B2H6, PH3 및 AsH3로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 사용될 수도 있다. 이들을 소스 가스로 사용하여 형성되는 이온 빔을 DLC 박막(11)에 조사함으로써, DLC 박막(11)에 배향 특성을 부가하는 동시에, DLC 박막(11)의 저항을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 B2H6, PH3 및 AsH3는 수소와 결합된 상태의 가스이므로, 이들을 소스 가스로 사용하여 이온 빔을 형성할 때에는, 자연스럽게 수소 이온도 더불어 형성된다. 따라서, 종래의 기술에서와 같이 별도의 수소 처리 공정을 수행하지 않더라도, 배향막의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 B2H6, PH3 및 AsH3 소스 가스로 발생되는 각각의 수소 이온이, DLC 박막(11) 내에 존재하는 댕글링 본드에 채워짐으로써, DLC 박막(11)의 안정성이 향상된다.On the other hand, as a source gas of the ion beam containing the Group 3 element or Group 5 element, instead of any one selected from the group consisting of BF 3 , BCl 3 , PF 3 and PCl 3 , B 2 H 6 , PH 3 And AsH 3 may be used. By irradiating the DLC thin film 11 with an ion beam formed using these as a source gas, it is possible to add an orientation characteristic to the DLC thin film 11 and reduce the resistance of the DLC thin film 11. In addition, since B 2 H 6 , PH 3, and AsH 3 are gases in a state of being bonded with hydrogen, hydrogen ions are naturally formed when they are used as a source gas to form an ion beam. Therefore, even without performing a separate hydrotreating process as in the prior art, it is possible to improve the stability of the alignment layer. In other words, the hydrogen ions generated by the B 2 H 6 , PH 3, and AsH 3 source gas are filled in the dangling bonds present in the DLC thin film 11, thereby improving the stability of the DLC thin film 11.

본 발명의 상기한 바와 같은 구성에 따라, DLC 박막에 3족 또는 5족 원소를 포함하는 이온 빔을 소정의 각도로 조사함으로써, DLC 박막의 저항을 감소시켜, 액정표시장치 구동시에 잔상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, by irradiating the DLC thin film with an ion beam containing Group 3 or Group 5 elements at a predetermined angle, the resistance of the DLC thin film is reduced, so that an afterimage occurs when the liquid crystal display is driven. Can be prevented.

본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니고 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not so limited and it is intended that the invention be limited without departing from the spirit or field of the invention as set forth in the following claims It will be readily apparent to one of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made.

Claims (7)

액정표시장치의 배향막 형성방법에 있어서,In the method of forming the alignment film of the liquid crystal display device, 기판 상에 배향막 형성용 DLC 박막을 증착하는 단계; 및Depositing a DLC thin film for forming an alignment layer on a substrate; And 상기 DLC 박막에 3족 및 5족 원소로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나가 포함된 이온 빔을 소정의 각도로 조사하여, DLC 박막에 배향 특성을 부가하는 동시에 DLC 박막의 저항을 감소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배향막 형성방법.Irradiating the DLC thin film with an ion beam including any one selected from the group consisting of Group 3 and Group 5 elements at a predetermined angle to add an orientation characteristic to the DLC thin film and reduce the resistance of the DLC thin film; Method for forming an alignment film of the liquid crystal display device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DLC 박막은 1,000 Å이하의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.The DLC thin film is deposited to a thickness of less than 1,000 mW. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DLC 박막은 스퍼터링법 또는 PECVD법으로 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.And the DLC thin film is deposited by sputtering or PECVD. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3족 원소는 B인 것을 특징으로 하는 방법.And said Group 3 element is B. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 5족 원소는 P 및 As로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The Group 5 element is any one selected from the group consisting of P and As. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온 빔은 BF3, BCl3, PF3 및 PCl3로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 소스 가스로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.And wherein the ion beam uses any one selected from the group consisting of BF 3 , BCl 3 , PF 3 and PCl 3 as the source gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온 빔은 B2H6, PH3 및 AsH3로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 소스 가스로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said ion beam uses any one selected from the group consisting of B 2 H 6 , PH 3 and AsH 3 as a source gas.
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