KR20150086692A - 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20150086692A KR1020140006671A KR20140006671A KR20150086692A KR 20150086692 A KR20150086692 A KR 20150086692A KR 1020140006671 A KR1020140006671 A KR 1020140006671A KR 20140006671 A KR20140006671 A KR 20140006671A KR 20150086692 A KR20150086692 A KR 20150086692A
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Abstract

액정 표시 패널은 제1 기판, 제2 기판, 제1 배향막, 제2 배향막 및 액정층을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 사이에 배치된다. 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 및 이들의 유도체를 포함하는 조성물로부터 중합된 폴리이미드 화합물을 포함한다. 따라서, 액정 표시 패널은 화면의 잔상이 감소하며, 배향막의 경도가 향상될 수 있다.

Description

액정 표시 패널 및 이의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막 경도 및 잔상이 개선된 배향막을 포함하는 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 대면적이 용이하고 박형 및 경량화가 가능한 평판 디스플레이(flat panel display, FPD)가 표시 장치로서 널리 이용되고 있으며, 이러한 평판 디스플레이로는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED) 등이 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2 색성 및 광 산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
액정 표시 장치는 액정 표시 패널 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 액정 표시 패널에서 균일한 밝기와 높은 콘트라스트비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 주입된 액정분자를 일정한 방향으로 배열시키는 배향이 필요하다.
일반적으로 액정 표시 패널의 기판들 상에 폴리이미드 화합물을 도포한 후, 배향포를 이용한 러빙 공정을 거쳐 배향막을 형성한다. 이러한 경우, 배향막 상에 이물질이 붙거나, 스크래치가 생기는 등의 문제점이 있다.
최근에는 투과율 향상, 불량율 감소를 위하여 비접촉 방식인 광배향 공정이 사용된다. 다만, 광배향 공정에 따라 제조된 배향막은 투과율이 향상되나, 러빙 공정에 따라 제조된 배향막에 비하여 막 경도가 약하고, 화면에 잔상이 발생하는 등의 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 막 경도 및 잔상이 개선된 배향막을 포함하는 액정 표시 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 액정 표시 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 액정 표시 패널은 제1 기판, 제2 기판, 제1 배향막, 제2 배향막 및 액정층을 포함한다.
상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 제1 배향막은 상기 제1 기판 상에 배치되며, 하기 화학식 1의 구조 단위 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 적은 제1 화합물을 포함한다. 상기 제2 배향막은 상기 제2 기판 상에 배치되며, 하기 화학식 1의 단위 구조 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 많은 제2 화합물을 포함한다. 상기 액정층은 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 사이에 배치된다.
Figure pat00001
[화학식 1]
Figure pat00002
[화학식 2]
(여기서, 상기 R1은 디아민 그룹이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나 이상은 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물의 중량평균분자량은 100,000 내지1,000,000 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 100nm 내지 300nm의 파장의 광을 흡수할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디아민 그룹은, p-페닐렌디아민 (p-phenylenediamine), m-페닐렌디아민 (m-phenylenediamine), 2,5-디아미노톨루엔 (2,5-diaminotoluene), 2.6-디아미노톨루엔(2,6-diaminotoluene), 4,4'-디아미노비페닐 (4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl), 디아미노비페닐메탄 (diaminobiphenylmethane), 디아미노디페닐에테르 (diaminodiphenylether), 2,2'-디아미노디페닐프로판 (2,2'-diaminodiphenylpropane), 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄 (bis(3,5-diethyl-4-diaminophenyl)methane), 디아미노디페닐설폰 (diaminodiphenylsulfone), 디아미노벤조페논 (diaminobenzophenone), 디아미노나프탈렌 (diaminonaphthalene), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene), 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenyl)benzene), 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센 (9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰 (4,4'-bis(4-aminophenoxy) diphenylsulfone), 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판 (2,2-bis[4-(aminophenoxy)phenyl]propane), 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판 (2,2-bis(4-aminophenyl) hexafluoropropane), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판 (2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl] hexaflouropropane), 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄 (bis(4-aminocyclohexyl)methane), 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄 (bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methane), 테트라메틸렌디아민 (tetramethylenediamine), 헥사메틸렌디아민 (hexamethylenediamine), 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 (4,4'-diamino-3-dodecyldiphenyl ether) 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠 (1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene) 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판은 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제2 기판은 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 컬럼스페이서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 상기 제1 배향막에 대향할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 기판은 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터 상에 배치되는 상기 컬럼스페이서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 상기 제1 배향막에 대향할 수 있다.
상기한 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 제조 방법은 제1 기판 상에 하기 화학식 1의 구조 단위 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 적은 제1 화합물을 도포하여 제1 배향막을 형성하는 단계, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 상에 하기 화학식 1의 단위 구조 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 많은 제2 화합물을 포함하는 제2 배향막을 형성하는 단계를 포함한다.
Figure pat00003
[화학식 1]
Figure pat00004
[화학식 2]
(여기서, 상기 R1은 디아민 그룹이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나 이상은 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 100nm 내지 300nm의 파장의 광을 흡수할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판 상에 상기 제1 화합물을 도포하는 단계, 상기 제1 화합물이 도포된 상기 제1 기판을 1차 베이크하는 단계, 상기 제1 화합물을 자외선에 노광하는 단계 및 상기 제1 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 배향막을 형성하는 단계는, 상기 제2 기판 상에 상기 제2 화합물을 도포하는 단계, 상기 제2 화합물이 도포된 상기 제2 기판을 1차 베이크하는 단계, 상기 제2 화합물을 자외선에 노광하는 단계 및 상기 제2 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 배향막 상에 컬럼스페이서를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드(cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride), 사이클로부탄1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체(cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride derivative) 및 디아민 화합물(diamine compound)의 축합 중합 반응에 의하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디아민 화합물은, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 2,5-디아미노톨루엔, 2.6-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐, 디아미노비페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 2,2'-디아미노디페닐프로판, 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄, 디아미노디페닐설폰, 디아미노벤조페논, 디아미노나프탈렌, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠, 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰, 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판, 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄, 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 액정 표시 패널은 기판 상에 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 및 이들의 유도체를 포함하는 조성물로부터 중합된 폴리이미드 화합물을 포함하는 배향막을 포함하여, 화면의 잔상이 감소하며, 배향막의 경도가 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 제1 화소의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라 절단한 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 도 2의 I-I'라인을 따라 절단한 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단계도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액정 표시 패널에 대하여 설명하고, 상기 액정 표시 패널을 제조하는 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 평면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라 절단한 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액정 표시 패널은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 화소들을 포함한다.
상기 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 이와는 달리 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있고, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다.
상기 화소들은 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 화소들은 상기 게이트 라인들(GL) 및 상기 데이터 라인들(DL)에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다.
각 화소는 인접한 게이트 라인(GL) 및 인접한 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 각 화소는 인접한 하나의 게이트 라인(GL) 및 인접한 하나의 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다.
상기 화소는 상기 제2 방향(D2)으로 길게 연장되는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 화소 영역은 평면에서 보았을 때, 일 방향으로 길게 연장된 직사각형 형상, V 자 형상 및 Z 자 형상 등 다양할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 패널은 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 액정층(300) 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 배치된 박막트랜지스터(TFT), 게이트 절연층(120), 데이터 절연층(130), 화소 전극(pixel electrode; PE) 및 제1 배향막(PI1)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(110)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(110)은 영상을 표시하는 복수의 화소 영역을 갖는다. 상기 화소 영역은 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다.
상기 화소는 스위칭 소자(switching element)를 더 포함한다. 예를 들어, 상기 스위칭 소자는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)일 수 있다. 상기 스위칭 소자는 인접한 게이트 라인(GL) 및 인접한 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 상기 스위칭 소자는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(110) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 패턴이 배치된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 패턴이 배치된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 배치되어, 상기 게이트 패턴을 절연한다.
상기 게이트 절연층(120) 상에 반도체 패턴(SM)을 형성한다. 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하여 배치된다.
상기 반도체 패턴(SM)이 형성된 상기 게이트 절연층(120) 상에 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 데이터 패턴이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 반도체 패턴(SM)과 중첩하고, 상기 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결된다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM) 상에 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 박막트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 게이트 절연층(120)은 상기 제1 베이스 기판(120)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(120)은 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx)을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연층(120)은 단층 구조를 가질 수 있으며, 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 전극(GE) 상에 배치되는 제1 층 및 상기 제1 층 상에 배치되는 제2 층을 포함할 수 있다. 상기 제1 층은 질화 실리콘(SiNx)을 포함할 수 있다. 상기 제2 층은 산화 실리콘(SiOx)을 포함할 수 있다.
상기 데이터 절연층(130)은 상기 데이터 패턴이 배치된 상기 게이트 절연층(120) 상에 배치되어 상기 데이터 패턴을 절연한다.
상기 데이터 절연층(130)은 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 스위칭 소자 상에 배치된다.
상기 데이터 절연층(130)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 전 면적에 배치될 수 있다. 상기 데이터 절연층(130)은 상기 제1 기판(100)의 상부 면을 평탄화할 수 있다.
상기 데이터 절연층(130)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 절연층(130)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 절연 물질 및 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 데이터 절연층(130)은 단층 구조를 가질 수 있으며, 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 절연층(130)은 상기 데이터 패턴 상에 배치되는 제1 층 및 상기 제1 층 상에 배치되는 제2 층을 포함할 수 있다. 상기 제1 층은 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 상기 제2 층은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 데이터 절연층(130) 상에 배치된다. 상기 화소 전극(PE)은 콘택홀(CH)을 통하여 상기 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 화소 영역 내에 배치될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)에는 상기 박막트랜지스터(TFT)를 통해 계조 전압이 인가된다.
상기 화소 전극(PE)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소 전극(PE)은 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 데이터 절연층(130) 및 상기 화소 전극(PE) 상에 배치된다. 상기 제1 배향막(PI1)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 액정층(300)에 포함된 액정 분자를 배향한다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 액정층(300) 사이에 배치된다.
상기 제1 배향막(PI1)은 하기 화학식 1의 구조 단위 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하는 제1 화합물을 포함한다.
Figure pat00005
[화학식 1]
Figure pat00006
[화학식 2]
상기 R1은 디아민 그룹이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나 이상은 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이다.
상기 디아민 그룹은, p-페닐렌디아민 (p-phenylenediamine), m-페닐렌디아민 (m-phenylenediamine), 2,5-디아미노톨루엔 (2,5-diaminotoluene), 2.6-디아미노톨루엔 (2,6-diaminotoluene), 4,4'-디아미노비페닐 (4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl), 디아미노비페닐메탄 (diaminobiphenylmethane), 디아미노디페닐에테르 (diaminodiphenylether), 2,2'-디아미노디페닐프로판 (2,2'-diaminodiphenylpropane), 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄 (bis(3,5-diethyl-4-diaminophenyl)methane), 디아미노디페닐설폰 (diaminodiphenylsulfone), 디아미노벤조페논 (diaminobenzophenone), 디아미노나프탈렌 (diaminonaphthalene), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene), 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenyl)benzene), 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센 (9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰 (4,4'-bis(4-aminophenoxy) diphenylsulfone), 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판 (2,2-bis[4-(aminophenoxy)phenyl]propane), 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판 (2,2-bis(4-aminophenyl) hexafluoropropane), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판 (2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl] hexaflouropropane), 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄 (bis(4-aminocyclohexyl)methane), 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄 (bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methane), 테트라메틸렌디아민 (tetramethylenediamine), 헥사메틸렌디아민 (hexamethylenediamine), 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 (4,4'-diamino-3-dodecyldiphenyl ether) 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠 (1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene)일 수 있다.
상기 제1 화합물은 폴리이미드 화합물이다. 상기 제1 화합물은 사이클로부탄 디안하이드라이드를 포함하는 상기 화학식 1의 구조 단위 및 사이클로부탄 디안하이드라이드의 유도체를 포함하는 상기 화학식 2의 구조를 포함한다.
상기 제1 화합물은 상기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량을 적게 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 화합물은, 상기 화학식 1의 구조 단위의 당량이, 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량 총합에 대하여, 50% 초과일 수 있다.
상기 화학식 1의 구조 단위는 구조 내에 사이드 체인을 포함하지 않는다. 따라서, 화합물이 상기 화학식 1의 구조 단위를 많이 포함하는 경우, 분자들 사이에 패킹(packing)이 잘 일어난다. 따라서, 배향막의 밀도가 증가하게 되며, 배향막의 막 경도를 향상시킬 수 있다.
상기 화학식 2의 구조 단위는 구조 내에 사이드 체인을 포함한다. 따라서, 화합물이 상기 화학식 2의 구조 단위를 많이 포함하는 경우, 분자들 사이에 패킹이 잘 일어나지 않는다. 또한, 상기 화학식 2의 구조는 사이드 체인을 포함하여, 분자 구조가 불안정한 상태이며, 화합물이 자외선에 노출되면, 분자 구조의 분해(cleavage)가 잘 일어난다. 따라서, 배향막의 광학적 이방성을 증가시킬 수 있으며, 화면의 잔상을 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 제1 화합물은 상기 화학식 1의 구조 단위를 보다 많이 포함함으로써, 배향막의 경도를 향상시킬 수 있다. 상기 제1 화합물은 하기 화학식 3의 구조 단위가 반복되는 것일 수 있다.
Figure pat00007
[화학식 3]
상기 제1 화합물의 중량평균분자량은 100,000 내지 1,000,000 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 화합물의 중량평균분자량은 500,000 이상일 수 있다. 상기 제1 화합물의 중량평균분자량이 100,000 미만인 경우, 화면 상에 얼룩이 발생할 수 있다.
상기 제1 화합물은 100nm 내지 300nm의 자외선 파장을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 화합물은 254nm의 파장을 흡수할 수 있다.
상기 제1 화합물이 자외선에 노출되어 특정 파장을 흡수하는 경우 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위의 일부는 하기 반응식 1 및 하기 반응식 2에 따라 분해될 수 있다.
Figure pat00008
[반응식 1]
Figure pat00009
[반응식 2]
이 경우 상기 제1 기판(100)의 하부에 편광판을 배치한 후, 자외선을 조사할 수 있다. 따라서, 상기 자외선은 원하는 방향으로 편광되어 상기 제1 화합물에 조사될 수 있다.
따라서, 편광 방향으로 배열된 제1 화합물의 분자가 분해되어 상기 제1 배향막의 이방성을 증가시킬 수 있으며, 상기 분해된 제1 화합물을 상기 편광 방향에 수직한 방향으로 재배열하여 상기 제1 배향막의 배향성을 증가시킬 수 있다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(210), 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 배치된 블랙매트릭스(black matrix)(220), 컬러필터(color filter)(230), 오버 코트층(240), 공통 전극(common electrode)(CE), 제2 배향막(PI2) 및 컬럼스페이서(column spacer)(CS)를 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(210)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 블랙매트릭스(220)을 포함할 수 있다. 상기 블랙매트릭스(220)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 연결된 신호 배선 및 상기 신호 배선에 대응하여 광을 차단할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(220)는 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 스위칭 소자가 배치되는 상기 제1 기판 상의 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 블랙매트릭스(220)는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인들과 중첩하여 광을 차단한다. 상기 블랙매트릭스(220)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 블랙매트릭스(220)는 카본블랙 등의 안료가 첨가된 감광성 유기 물질을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터(230)는 상기 제2 베이스 기판(210) 및 상기 블랙매트릭스(220) 상에 배치될 수 있다.
상기 컬러필터(230)은 상기 액정층(300)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러필터(230)은 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러필터(230)은 상기 각 화소 영역에 대응하여 배치된다. 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 컬러필터(230)은 제1 방향(D1)으로 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격되어 형성될 수 있다. 서로 인접한 화소 영역의 경계에는 상기 블랙매트릭스(220)가 배치될 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제2 기판(200)의 상부 면을 평탄화하기 위한 오버 코트층(240)이 배치된다. 예를 들어 상기 오버 코트층(240)은 상기 블랙매트릭스(220) 및 상기 컬러 필터(230) 상에 형성될 수 있다.
상기 오버 코트층(240)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(240)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 절연 물질 및 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 공통전극(CE)은 상기 오버 코트층(240) 상에 배치된다. 상기 공통전극(CE)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다.
상기 제2 배향막(PI2)은 상기 오버 코트층(240) 및 상기 공통 전극(CE) 상에 배치된다. 상기 제2 배향막(PI2)은 상기 제2 베이스 기판(210)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 제2 배향막(PI2)은 상기 제2 기판(200) 및 상기 액정층(300) 사이에 배치된다.
상기 제2 배향막(PI2)은 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위를 포함하는 제2 화합물을 포함한다.
상기 제2 화합물은 폴리이미드 화합물이다. 상기 제2 화합물은 사이클로부탄 디안하이드라이드를 포함하는 상기 화학식 1의 구조 단위 및 사이클로부탄 디안하이드라이드의 유도체를 포함하는 상기 화학식 2의 구조를 포함한다.
상기 제2 화합물은 상기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량을 많이 포함한다.
예를 들어, 상기 제2 화합물은, 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량이, 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량 총합에 대하여, 50% 초과일 수 있다.
따라서, 상기 제2 화합물은 상기 화학식 2의 구조 단위를 보다 많이 포함함으로써, 배향막의 광학적 이방성을 증가시킬 수 있으며, 화면의 잔상을 감소시킬 수 있다. 상기 제2 화합물은 하기 화학식 4의 구조 단위가 반복되는 것일 수 있다.
Figure pat00010
[화학식 4]
상기 제2 화합물의 중량평균분자량은 100,000 내지 1,000,000 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 화합물의 중량평균분자량은 500,000 이상일 수 있다. 상기 제2 화합물의 중량평균분자량이 100,000 미만인 경우, 화면 상에 얼룩이 발생할 수 있다.
상기 제2 화합물은 100nm 내지 300nm의 자외선 파장을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 화합물은 254nm의 파장을 흡수할 수 있다.
상기 제2 화합물이 자외선에 노출되어 특정 파장을 흡수하는 경우 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위의 일부는 상기 반응식 1 및 상기 반응식 2에 따라 분해될 수 있다.
이 경우 상기 제2 기판(200)의 상부에 편광판을 배치한 후, 자외선을 조사할 수 있다. 따라서, 상기 자외선은 원하는 방향으로 편광되어 상기 제2 화합물에 조사될 수 있다.
따라서, 편광 방향으로 배열된 제2 화합물의 분자가 분해되어 상기 제2 배향막의 이방성을 증가시킬 수 있으며, 상기 분해된 제2 화합물을 상기 편광 방향에 수직한 방향으로 재배열하여 상기 제2 배향막의 배향성을 증가시킬 수 있다.
상기 컬럼스페이서(CS)는 상기 제2 배향막(PI2) 상에 배치된다.
상기 컬럼스페이서(CS)는 감광성 유기 물질을 도포하여, 포토 공정을 통하여 형성 될 수 있다. 이와 달리, 상기 컬럼스페이서(CS)는 볼스페이서를 사용하여 산포법에 의해서 형성될 수도 있다.
상기 액정층(liquid crystal layer; LC)(300)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 배치된다. 상기 액정층(300)은 액정 분자(liquid crystal molecule)들을 포함할 수 있다. 상기 액정층(300)은 상기 화소 전극(PE) 및 상기 공통 전극(CE) 사이에 인가되는 전압에 의하여 형성되는 전계(electric field)에 의하여 액정 분자들의 배열을 조절하여 상기 화소의 광 투과율을 조절할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 액정 표시 패널의 상기 제1 기판(100)의 하부에 배치되는 제1 편광판 및 상기 제2 기판(200)의 상부에 배치되는 제2 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 편광판은 백라이트 어셈블리로부터 제공되는 광을 편광시킬 수 있다. 상기 제1 편광판은 제1 편광축을 가질 수 있다. 상기 제1 편광판은 상기 백라이트 어셈블리로부터 제공되는 광 중 상기 제1 편광축 방향의 광을 통과시킬 수 있다.
상기 제2 편광판은 상기 컬러필터(230)를 통과한 광을 편광시킬 수 있다. 상기 제2 편광판은 제2 편광축을 가질 수 있다. 상기 제2 편광축은 상기 제1 편광축과 수직일 수 있다. 상기 제2 편광판은 상기 컬러 필터(230)를 통과한 광 중 상기 제2 편광축 방향의 광을 통과시킬 수 있다.
도 4는 도 2의 I-I'라인을 따라 절단한 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 액정 표시 패널은 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 액정층(300) 포함한다.
도 4에 따른 액정 표시 패널은 블랙매트릭스 및 컬러필터가 제1 베이스 기판 상에 형성되는 것과 박막트랜지스터가 제2 베이스 기판 상에 형성되며, 컬럼스페이서가 상기 박막트랜지스터 상에 형성되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 따른 액정 표시 패널과 동일한 바, 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 하도록 한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 배치된 블랙매트릭스(black matrix)(140), 컬러필터(color filter)(150), 오버 코트층(160), 공통 전극(common electrode)(CE), 제1 배향막(PI1) 및 컬럼스페이서(column spacer)(CS)를 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 블랙매트릭스(140)을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터(150)는 상기 제1 베이스 기판(110) 및 상기 블랙매트릭스(140) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 기판(100)의 상부 면을 평탄화하기 위한 오버 코트층(160)이 배치된다. 예를 들어 상기 오버 코트층(160)은 상기 블랙매트릭스(140) 및 상기 컬러 필터(150) 상에 형성될 수 있다.
상기 공통전극(CE)은 상기 오버 코트층(160) 상에 배치된다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 오버 코트층(160) 및 상기 공통 전극(CE) 상에 배치된다. 상기 제1 배향막(PI1)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 액정층(300) 사이에 배치된다.
상기 제1 배향막(PI1)은 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위를 포함하는 제1 화합물을 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(210), 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 배치된 박막트랜지스터(TFT), 게이트 절연층(250), 데이터 절연층(260), 화소 전극(pixel electrode; PE) 및 제2 배향막(PI2)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(210)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(210)은 영상을 표시하는 복수의 화소 영역을 갖는다. 상기 화소 영역은 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다.
상기 제2 베이스 기판(210) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 패턴이 배치된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 절연층(250)은 상기 게이트 패턴이 배치된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 배치되어, 상기 게이트 패턴을 절연한다.
상기 게이트 절연층(250) 상에 반도체 패턴(SM)을 형성한다.
상기 데이터 절연층(260)은 상기 데이터 패턴이 배치된 상기 게이트 절연층(250) 상에 배치되어 상기 데이터 패턴을 절연한다.
상기 화소 전극(PE)은 상기 데이터 절연층(260) 상에 배치된다.
상기 제2 배향막(PI2)은 상기 데이터 절연층(260) 및 상기 화소 전극(PE) 상에 배치된다. 상기 제2 배향막(PI2)은 상기 제2 베이스 기판(210)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 제2 배향막(PI2)은 상기 제2 기판(200) 및 상기 액정층(300) 사이에 배치된다.
상기 컬럼스페이서(CS)는 상기 제2 배향막(PI2) 상에 배치된다.
도 5는 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 제조 방법은 제1 기판 상에 제1 배향막을 형성하는 단계(S100), 제2 기판 상에 제2 배향막을 형성하는 단계(S200), 제1 기판 및 제2 기판을 결합하는 단계(S300) 및 제1 기판 및 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계(S400)를 포함한다.
상기 제1 기판(100) 상에 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 상기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 적은 제1 화합물을 도포하여 제1 배향막(PI1)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 화합물 은 슬릿 코팅, 스핀 코팅 등을 통하여 도포될 수 있다.
상기 제1 배향막(PI1)은, 상기 제1 기판 상에 상기 제1 화합물을 도포하는 단계, 상기 제1 화합물이 도포된 상기 제1 기판을 1차 베이크(bake)하는 단계, 상기 제1 화합물을 자외선에 노광하는 단계 및 상기 제1 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1 화합물은, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체 및 디아민 화합물의 축합 중합 반응에 의하여 형성될 수 있다.
상기 디아민 화합물은, p-페닐렌디아민 (p-phenylenediamine), m-페닐렌디아민 (m-phenylenediamine), 2,5-디아미노톨루엔 (2,5-diaminotoluene), 2.6-디아미노톨루엔 (2,6-diaminotoluene), 4,4'-디아미노비페닐 (4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl), 디아미노비페닐메탄 (diaminobiphenylmethane), 디아미노디페닐에테르 (diaminodiphenylether), 2,2'-디아미노디페닐프로판 (2,2'-diaminodiphenylpropane), 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄 (bis(3,5-diethyl-4-diaminophenyl)methane), 디아미노디페닐설폰 (diaminodiphenylsulfone), 디아미노벤조페논 (diaminobenzophenone), 디아미노나프탈렌 (diaminonaphthalene), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene), 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenyl)benzene), 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센 (9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰 (4,4'-bis(4-aminophenoxy) diphenylsulfone), 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판 (2,2-bis[4-(aminophenoxy)phenyl]propane), 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판 (2,2-bis(4-aminophenyl) hexafluoropropane), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판 (2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl] hexaflouropropane), 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄 (bis(4-aminocyclohexyl)methane), 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄 (bis(4-amino-3-methylcyclohexyl) methane), 테트라메틸렌디아민 (tetramethylenediamine), 헥사메틸렌디아민 (hexamethylenediamine), 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 (4,4'-diamino-3-dodecyldiphenyl ether) 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠 (1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene) 일 수 있다.
상기 제1 화합물을 형성하기 위한 조성물은 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체, 디아민 화합물 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 조성물을 150℃ 내지 450℃로 가열하여 축합 중합 반응을 시킬 수 있다.
상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드와 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량 및 상기 디아민 화합물의 당량의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 제1 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 큰 것일 수 있다. 따라서, 상기 축합 중합 반응에 의하여 상기 제1 화합물에 상기 화학식 1의 구조 단위를 더 많이 포함할 수 있다.
이에 따라, 조성물의 각 구성 물질의 양을 적절히 조절하여 원하는 중량평균분자량을 갖는 상기 제1 화합물을 제조할 수 있다.
상기 제1 화합물은 상기 제1 기판(100) 상에 도포된 이후에, 1차 베이크할 수 있다. 상기 1차 베이크 공정을 통하여, 상기 제1 화합물에 포함된 용매를 건조시킬 수 있다. 상기 제1 화합물은 가열하거나 실온에서 건조되어 1차 베이크될 수 있다.
상기 제1 화합물이 상기 1차 베이크된 이후에, 상기 제1 화합물에 자외선을 노광할 수 있다. 상기 제1 화합물에 자외선이 조사되어, 상기 제1 화합물이 분해될 수 있으며, 따라서, 상기 제1 배향막이 재배열될 수 있다.
상기 제1 화합물에 자외선을 조사한 이후에, 상기 제1 화합물을 2차 베이크할 수 있다. 상기 2차 베이크 공정을 통하여, 상기 제1 화합물에 포함된 중량평균분자량이 작은 분자들을 건조시켜 제거할 수 있다. 상기 제1 화합물은 가열하거나 실온에서 건조되어 2차 베이크하여, 상기 제1 배향막을 형성할 수 있다.
상기 제2 기판(200) 상에 상기 화학식 1의 구조 단위 및 상기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 상기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 상기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 많은 제2 화합물을 도포하여 제2 배향막(PI2)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 화합물은 슬릿 코팅, 스핀 코팅 등을 통하여 도포될 수 있다.
상기 제2 배향막(PI2)은, 상기 제2 기판 상에 상기 제2 화합물을 도포하는 단계, 상기 제2 화합물이 도포된 상기 제2 기판을 1차 베이크하는 단계, 상기 제2 화합물을 자외선에 노광하는 단계 및 상기 제2 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 화합물은, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드, 사이클로부탄1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체 및 디아민 화합물의 축합 중합 반응에 의하여 형성될 수 있다.
상기 제2 화합물을 형성하기 위한 조성물은 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체, 디아민 화합물 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 조성물을 150℃ 내지 450℃로 가열하여 축합 중합 반응을 시킬 수 있다.
상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드와 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량 및 상기 디아민 화합물의 당량의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 제2 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 작은 것일 수 있다. 따라서, 상기 축합 중합 반응에 의하여 상기 제2 화합물에 상기 화학식 2의 구조 단위를 더 많이 포함할 수 있다.
이에 따라, 조성물의 각 구성 물질의 양을 조절하여 원하는 중량평균분자량을 갖는 상기 제2 화합물을 제조할 수 있다.
상기 제2 화합물은 상기 제2 기판(200) 상에 도포된 이후에, 1차 베이크할 수 있다. 상기 1차 베이크 공정을 통하여, 상기 제2 화합물에 포함된 용매를 건조시킬 수 있다. 상기 제2 화합물은 가열하거나 실온에서 건조되어 1차 베이크될 수 있다.
상기 제2 화합물이 상기 1차 베이크된 이후에, 상기 제2 화합물에 자외선을 노광할 수 있다. 상기 제2 화합물에 자외선이 조사되어, 상기 제2 화합물이 분해될 수 있으며, 따라서, 상기 제2 배향막이 재배열될 수 있다.
상기 제2 화합물에 자외선을 조사한 이후에, 상기 제2 화합물을 2차 베이크할 수 있다. 상기 2차 베이크 공정을 통하여, 상기 제1 화합물에 포함된 중량평균분자량이 작은 분자들을 건조시켜 제거할 수 있다. 상기 제1 화합물은 가열하거나 실온에서 건조되어 2차 베이크하여, 상기 제2 배향막을 형성할 수 있다.
상기 제2 배향막 상에 컬럼스페이서(CS)를 형성할 수 있다.
상기 컬럼스페이서(CS)는 감광성 유기 물질을 도포하여, 포토 공정을 통하여 형성 될 수 있다. 이와 달리, 상기 컬럼스페이서(CS)는 볼스페이서를 사용하여 산포법에 의해서 형성될 수도 있다.
상기 제1 배향막(PI1) 및 상기 제2 배향막(PI2)을 형성한 이후에, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)을 결합할 수 있다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 액정 물질을 주입하여, 상기 액정층(300)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 액정 표시 패널이 상기 박막트랜지스터(TFT)가 상기 블랙매트릭스(150, 220) 및 상기 컬러 필터(160, 230)와 서로 다른 기판 상에 배치되는 구조를 가지나, 이에 한정되지 않는다. 이와 달리, 액정 표시 패널은 박막트랜지스터, 블랙매트릭스 및 컬러필터가 각각 동일한 기판 상에 배치되는 COA(color filter on array) 및 BOA(black matrix on array) 구조를 가질 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 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.
본 발명의 실시예들에 따른 배향막 조성물 및 액정 표시 장치는 다양한 형태의 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등에 적용될 수 있다.
P1, P2, P3: 화소 100: 제1 기판
110: 제1 베이스 기판 120: 게이트 절연층
130: 데이터 절연층 140: 블랙매트릭스
150: 컬러필터 160: 오버 코트층
200: 제2 기판 210: 제2 베이스 기판
220: 블랙매트릭스 230: 컬러필터
240: 오버 코트층 250: 게이트 절연층
260: 데이터 절연층 300: 액정층
PE: 화소 전극 CE: 공통 전극
PI1: 제1 배향막 PI2: 제2 배향막

Claims (19)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되며, 하기 화학식 1의 구조 단위 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 적은 제1 화합물을 포함하는 제1 배향막;
    상기 제2 기판 상에 배치되며, 하기 화학식 1의 단위 구조 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 많은 제2 화합물을 포함하는 제2 배향막; 및
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 사이에 배치되는 액정층을 포함하는 액정 표시 패널.
    Figure pat00011
    [화학식 1]
    Figure pat00012
    [화학식 2]
    (여기서, 상기 R1은 디아민 그룹이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나 이상은 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물의 중량평균분자량은 100,000 내지 1,000,000 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 100nm 내지 300nm의 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디아민 그룹은, p-페닐렌디아민 (p-phenylenediamine), m-페닐렌디아민 (m-phenylenediamine), 2,5-디아미노톨루엔 (2,5-diaminotoluene), 2.6-디아미노톨루엔 (2,6-diaminotoluene), 4,4'-디아미노비페닐 (4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl), 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐 (3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl), 디아미노비페닐메탄 (diaminobiphenylmethane), 디아미노디페닐에테르 (diaminodiphenylether), 2,2'-디아미노디페닐프로판 (2,2'-diaminodiphenylpropane), 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄 (bis(3,5-diethyl-4-diaminophenyl)methane), 디아미노디페닐설폰 (diaminodiphenylsulfone), 디아미노벤조페논 (diaminobenzophenone), 디아미노나프탈렌 (diaminonaphthalene), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene), 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠 (1,4-bis(4-aminophenyl)benzene), 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센 (9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene), 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰 (4,4'-bis(4-aminophenoxy) diphenylsulfone), 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판 (2,2-bis[4-(aminophenoxy)phenyl]propane), 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판 (2,2-bis(4-aminophenyl) hexafluoropropane), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판 (2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl] hexaflouropropane), 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄 (bis(4-aminocyclohexyl)methane), 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄 (bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methane), 테트라메틸렌디아민 (tetramethylenediamine), 헥사메틸렌디아민 (hexamethylenediamine), 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 (4,4'-diamino-3-dodecyldiphenyl ether) 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠 (1-dodecanoxy-2,4-diaminobenzene)으로 이루어진 그룹에서 하나이상 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제2 기판은 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 컬럼스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 상기 제1 배향막에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판은 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터 상에 배치되는 상기 컬럼스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 상기 제1 배향막에 대향하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
  9. 제1 기판 상에 하기 화학식 1의 구조 단위 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 적은 제1 화합물을 도포하여 제1 배향막을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 상에 하기 화학식 1의 단위 구조 및 하기 화학식 2의 구조 단위를 포함하며, 하기 화학식 1의 구조 단위의 당량보다 하기 화학식 2의 구조 단위의 당량이 많은 제2 화합물을 포함하는 제2 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
    Figure pat00013
    [화학식 1]
    Figure pat00014
    [화학식 2]
    (여기서, 상기 R1은 디아민 그룹이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이며, 상기 R2, R3, R4 및 R5 중 어느 하나 이상은 불소 또는 탄소수 1 내지 5의 유기 작용기이다.)
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 100nm 내지 300nm의 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 화합물을 도포하는 단계;
    상기 제1 화합물이 도포된 상기 제1 기판을1차 베이크하는 단계;
    상기 제1 화합물을 자외선에 노광하는 단계; 및
    상기 제1 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제2 배향막을 형성하는 단계는,
    상기 제2 기판 상에 상기 제2 화합물을 도포하는 단계;
    상기 제2 화합물이 도포된 상기 제2 기판을1차 베이크하는 단계;
    상기 제2 화합물을 자외선에 노광하는 단계; 및
    상기 제2 기판을 2차 베이크 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 배향막 상에 컬럼스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물은, 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드(cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride), 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체(cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride derivative) 및 디아민 화합물(diamine compound)의 축합 중합 반응에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 디아민 화합물은, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 2,5-디아미노톨루엔, 2.6-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐, 디아미노비페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 2,2'-디아미노디페닐프로판, 비스(3,5-디에틸-4-디아미노페닐)메탄, 디아미노디페닐설폰, 디아미노벤조페논, 디아미노나프탈렌, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠, 9,10-비스-(4-아미노페닐)안트라센, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시) 디페닐설폰, 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐) 헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 헥사플루오로프로판, 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄, 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실)메탄, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 4,4'-디아미노-3-도데실디페닐 에터 및 1-도데카녹시-2,4-디아미노벤젠으로 이루어진 그룹에서 하나이상 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제1 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제2 화합물은 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드의 당량이 상기 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카복실릭 디안하이드라이드 유도체의 당량보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
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