KR20180058129A - Substrate, Liquid Crystal Display Device Including The Same And Method Of Fabricating The Same - Google Patents

Substrate, Liquid Crystal Display Device Including The Same And Method Of Fabricating The Same Download PDF

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KR20180058129A
KR20180058129A KR1020160156854A KR20160156854A KR20180058129A KR 20180058129 A KR20180058129 A KR 20180058129A KR 1020160156854 A KR1020160156854 A KR 1020160156854A KR 20160156854 A KR20160156854 A KR 20160156854A KR 20180058129 A KR20180058129 A KR 20180058129A
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Abstract

The present invention relates to a substrate, a liquid crystal display device including the same and a method of fabricating the same. The present invention provides a substrate for a liquid crystal display device, which includes: a substrate; and an alignment film arranged at an upper portion of the substrate, and formed of an alignment material including a light-reactive part, a first alignment part and a second alignment part having an ionic functional group. There is provided a liquid crystal display device including a first substrate, a second substrate, a first alignment film arranged on the inner surface of the first substrate, a second alignment film arranged on the inner surface of the second substrate, and a liquid crystal layer arranged between the first and second alignment films, in which at least one of the first and second alignment films is formed of an alignment material including a light-reactive part, a first alignment part and a second alignment part having an ionic functional group. There is provided a method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, which includes the steps of: forming an alignment material layer on the substrate by applying an alignment material including a light-reactive part, a first alignment part and a second alignment part having an ionic functional group; drying the alignment material, and firstly heating the alignment material layer for phase separation into a first alignment layer and a second alignment layer; and irradiating the alignment material layer with ultraviolet rays to give an orientation to the alignment material. The alignment film is formed by using the alignment material having the ionic functional group, such that the phase separation features of the lower first alignment layer and the upper second alignment layer are improved.

Description

기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법 {Substrate, Liquid Crystal Display Device Including The Same And Method Of Fabricating The Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a substrate, a liquid crystal display device including the substrate,

본 발명은 기판에 관한 것으로, 특히 이온성 관능기를 갖는 배향막을 포함하는 기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate, and more particularly, to a substrate including an alignment film having an ionic functional group, a liquid crystal display including the same, and a manufacturing method thereof.

최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있는데, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.Recently, as the age of the information society has progressed rapidly, a display field for processing and displaying a large amount of information has been developed. In order to respond to the era of thinning, lightweighting and low power consumption, a flat panel display ) Has emerged.

이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막트랜지스터 액정표시장치(thin film transistor liquid crystal display: TFT-LCD)가 개발되었는데, 액정표시장치는 액정분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 영상을 표시한다. Accordingly, a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) having excellent color reproducibility and being thin has been developed. The liquid crystal display displays an image using the optical anisotropy and the polarization property of liquid crystal molecules.

액정표시장치는, 서로 마주보며 이격되는 하부기판 및 상부기판과, 하부기판 및 상부기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하는데, 하부기판 내면에는 박막트랜지스터, 화소전극 및 하부배향막이 형성되고, 상부기판 내면에는 컬러필터층, 평탄화층, 상부배향막이 형성된다. The liquid crystal display device includes a lower substrate and an upper substrate facing each other, and a liquid crystal layer formed between the lower substrate and the upper substrate. A thin film transistor, a pixel electrode, and a lower alignment layer are formed on an inner surface of the lower substrate, A color filter layer, a planarization layer, and an upper alignment layer are formed on the inner surface.

이러한 액정표시장치에서, 하부배향막 또는 상부배향막은, 배향물질층에 대한 러빙공정에 의하여 형성되거나, 배향물질층에 대한 자외선 조사 공정에 의하여 형성된다. In such a liquid crystal display device, the lower alignment film or the upper alignment film is formed by a rubbing process for the alignment material layer or by an ultraviolet irradiation process for the alignment material layer.

러빙공정에 의한 배향막에 인접한 액정층의 액정분자는 상대적으로 큰 선경사각(pre-tilt angle)을 갖는 반면, 자외선 조사 공정에 의한 배향막에 인접한 액정층의 액정분자는 상대적으로 작은 선경사각을 가지며, 그 결과 자외선 조사 공정에 의한 배향막을 포함하는 액정표시장치는 대각선방향에서 균일한 시야각 특성을 갖는다. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer adjacent to the alignment film by the rubbing process have a relatively large pre-tilt angle, whereas the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer adjacent to the alignment film by the ultraviolet ray irradiation process have a relatively small pre- As a result, the liquid crystal display device including the alignment film by the ultraviolet ray irradiation process has a uniform viewing angle characteristic in the diagonal direction.

자외선 조사 공정에 의하여 형성되는 배향막은 약 1015Ωcm 수준의 비저항을 갖는데, 이러한 배향막의 비저항은 액정표시장치에서 배향막의 상하부에 배치되는 액정층 및 보호층의 비저항에 비하여 상당히 높은 값이므로, 구동 중에 발생하는 직류(DC)성분의 전하가 배출되지 않고 배향막에 축적되어 잔상을 유발하고 고온 환경에서 요고레(yogore)와 같은 불량을 야기하여 신뢰성을 저하시킬 수 있다. Since the resistivity of the alignment layer formed by the ultraviolet irradiation process is about 10 15 Ωcm, the resistivity of the alignment layer is considerably higher than that of the liquid crystal layer and the protective layer disposed on the upper and lower sides of the alignment layer in the liquid crystal display device, The charge of the generated direct current (DC) component is accumulated in the alignment film without being discharged, resulting in a residual image, causing a defect such as yogore in a high temperature environment, and thus reducing the reliability.

이러한 단점을 개선하기 위하여, 상대적으로 낮은 비저항을 갖는 하부배향층과 상대적으로 높은 비저항을 갖는 상부배향층을 포함하는 이중층 구조의 배향막이 제안되었는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다. In order to overcome such disadvantages, a double-layered alignment film including a lower alignment layer having a relatively low specific resistance and an upper alignment layer having a relatively high specific resistance has been proposed, which will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 자외선 조사 공정에 의한 배향막을 구성하는 배향물질을 도시한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing alignment materials constituting an alignment film by a conventional ultraviolet irradiation process. FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 배향막을 구성하는 배향물질은 광반응부(40) 및 배향부(42)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the alignment material constituting the conventional alignment film includes the light-responsive portion 40 and the alignment portion 42.

광반응부(40)는, 편광상태의 자외선에 의하여 선택적으로 변형되는 부분으로, 자외선의 편광방향에 평행하게 배열된 광반응부(40)는 변형되고, 자외선의 편광방향에 수직하게 배열된 광반응부(40)는 변형 없이 그대로 잔존한다. The light responsive portion 40 is a portion that is selectively deformed by the ultraviolet ray in a polarized state. The light reacting portion 40 arranged in parallel with the polarization direction of the ultraviolet ray is deformed, and the light vertically arranged in the polarization direction of the ultraviolet ray The reaction part 40 remains unchanged.

배향부(42)는, 액정분자를 일방향으로 배열시키는 배향특성을 갖는 부분으로, 광반응부(40)에 따라 배열된다. The alignment portion 42 is a portion having alignment properties for aligning the liquid crystal molecules in one direction, and is arranged along the light responsive portion 40.

이와 같은 배향물질에 편광상태의 자외선을 조사할 경우, 광반응부(40)는 자외선의 편광방향에 수직한 방향으로 재배열되고, 자외선의 편광방향에 수직한 방향으로 재배열된 광반응부(40)와 광반응부(40)에 결합되어 자외선의 편광방향에 수직하게 재배열된 배향부(42)가 액정분자에 배향특성을 제공한다.When the alignment substance is irradiated with ultraviolet rays in a polarized state, the light-responsive unit 40 is rearranged in a direction perpendicular to the polarization direction of ultraviolet light, 40 and the light-reacting unit 40, and the alignment unit 42 rearranged perpendicularly to the polarization direction of ultraviolet rays provides orientation properties to the liquid crystal molecules.

이러한 배향물질은 기판에 도포된 후 건조공정을 거치면서 광반응부(40)와 배향부(42)의 극성 및 분자량 차이에 의하여 광반응부(40)에 비하여 배향부(42)의 함량이 상대적으로 높은 하부의 제1배향층과 배향부(42)에 비하여 광반응부(40)의 함량이 상대적으로 높은 상부의 제2배향층으로 상분리(phase separation)되는데, 건조공정의 온도, 시간 등의 조건을 최적화 하여 이러한 상분리 특성을 개선할 수 있다. This orientation material is coated on the substrate and then dried, so that the content of the orientation portion 42 is relatively higher than that of the photoreactive portion 40 due to the polarity and molecular weight difference between the photoreactive portion 40 and the orientation portion 42 Phase separation of the upper part of the upper part of the upper part and the upper part of the upper part of the light-responsive part 40 relative to the orientation part 42, It is possible to improve such phase separation characteristics by optimizing the conditions.

여기서, 제1배향층은 약 1011Ω㎝ ~ 약 1012Ω㎝ 수준의 비저항을 갖고, 제2배향층은 약 1015Ωcm 수준의 비저항을 갖는데, 제1배향층은 제2배향층을 지지하면서 구동 중에 발생하는 직류(DC) 성분의 전하를 배출하여 잔상을 방지하고 고온 신뢰성을 향상시키는 역할을 하고, 제2배향층은 액정층에 배향특성을 제공하는 역할을 한다. Here, the first alignment layer has a resistivity of about 10 11 ? Cm to about 10 12 ? Cm and the second alignment layer has a resistivity of about 10 15 ? Cm. The first alignment layer supports the second alignment layer Discharging charges of a direct current (DC) component generated during driving to prevent after-images and improve high-temperature reliability, and the second alignment layer serves to provide alignment properties to the liquid crystal layer.

그런데, 광반응부(40)와 배향부(42)의 극성 및 분자량의 유사성에 의하여 건조공정의 조건 최적화를 통한 상분리 특성의 개선에는 한계가 있으며, 그 결과 배향막에 직류 성분의 전하가 축적되어 잔상이 발생하고 고온 환경에서 요고레(yogore)와 같은 불량을 발생하여 고온 신뢰성이 저하되는 문제가 있다. However, due to the similarity of the polarity and the molecular weight of the light-responsive portion 40 and the alignment portion 42, there is a limit to the improvement of the phase separation characteristic through optimization of the drying process. As a result, the charge of the DC component is accumulated in the alignment film, And a defect such as yogore is generated in a high-temperature environment, thereby deteriorating high-temperature reliability.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 전자친화도가 상대적으로 높은 이온성 관능기를 갖는 배향물질을 이용하여 배향막을 형성함으로써, 하부의 제1배향층과 상부의 제2배향층의 상분리 특성이 개선되는 기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a method of forming an alignment film using an alignment material having an ionic functional group having a relatively high electron affinity, And a liquid crystal display device including the same, and a method of manufacturing the same.

그리고, 본 발명은, 광반응부와 이온성 관능기를 갖는 배향부를 포함하는 배향물질에 대한 자외선 조사에 의하여 배향막을 형성함으로써, 상분리 특성이 개선되고 잔상 및 고온 신뢰성 특성이 개선되는 기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. The present invention also provides a substrate having improved phase separation characteristics and improved after-image and high-temperature reliability characteristics by forming an alignment film by irradiating ultraviolet light to an alignment material including an alignment portion having a light-responsive portion and an ionic functional group It is another object to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상부에 배치되고, 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질로 이루어지는 배향막을 포함하는 액정표시장치용 기판을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display device comprising a substrate, and an alignment film disposed on the substrate, the alignment film being made of an alignment material comprising a light-reactive portion, a first alignment portion and a second alignment portion having an ionic functional group A substrate for a liquid crystal display device is provided.

그리고, 상기 이온성 관능기는, 술폰(sulfone)기(SO3H), 나이트레이트(nitrate)기(NO3), 트리플플레이트(triflate)기 (CF3SO3), 테트라플루오루보레이트(tetrafluoroborate)기(BF4), 헥사플루오루포스페이트(hexafluorophosphate)기(PF6), 퍼콜레이트(percholate)기(ClO4), 트리플레이트나이트로진(triflate nitrogen)기(CF3SO3)2N) 중 하나일 수 있다.The ionic functional group may be a sulfone group (SO 3 H), a nitrate group (NO 3), a triflate group (CF 3 SO 3), a tetrafluoroborate group (BF 4) A hexafluorophosphate group (PF6), a percholate group (ClO4), and a triflate nitrogen group (CF3SO3) 2N).

또한, 상기 배향막은, 상기 광반응부에 비하여 상기 제1 및 제2배향부의 함량이 높은 하부의 제1배향층과, 상기 제1 및 제2배향부에 비하여 상기 광반응부의 함량이 높은 상부의 제2배향층을 포함할 수 있다.The alignment layer may include a lower first alignment layer having a higher content of the first and second alignment portions than the photoreactive portion and an upper alignment layer having a higher content of the photoreactive portion than the first and second alignment portions, And a second orientation layer.

그리고, 상기 광반응부는, 아래의 화학반응식1에 따라 빛 또는 열에 반응하는 아조벤젠(azobenzene), 아래의 화학반응식2에 따라 빛 또는 열에 반응하는 스틸벤 계열(stilbene group)의 모이어티(moiety) 중 하나를 포함하는 이성화형 광반응부이거나, 아래의 화학식1 내지 화학식5로 각각 표시되는 신나메이트(cinnamate), 쿠마린(coumarin), 칼콘(chalcone), 말레이미드(maleimide), 안트라세닐 계열(anthracenyl group) 또는 그 유도체(derivative) 중 하나를 포함하는 중합형 광반응부이거나, 아래의 화학식6 또는 화학식7에 따라 빛에 반응하는 싸이클로부탄(cyclobutane) 및 그 유도체를 포함하는 디안하이드라이드(dianhydride)를 포함하는 분해형 광반응부 일 수 있다.The photoreactive unit may include azobenzene which reacts with light or heat according to the following chemical reaction formula 1, a moiety of a stilbene group which reacts with light or heat according to the following chemical reaction formula 2, Or an isomerization type photoreactive unit comprising one or more of the following compounds represented by the following Chemical Formulas 1 to 5: cinnamate, coumarin, chalcone, maleimide, anthracenyl group Or a derivative thereof, or a polymerizable photoreactive unit comprising a dianhydride containing cyclobutane and its derivative reacting with light according to the following formula (6) or (7) And the like.

[화학반응식1][Chemical reaction formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학반응식2][Chemical reaction formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식2](2)

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식3](3)

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식4][Chemical Formula 4]

Figure pat00006
Figure pat00006

[화학식5][Chemical Formula 5]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식6][Chemical Formula 6]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식7](7)

Figure pat00009
Figure pat00009

(R1, R2, R3, R4는 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 페닐그룹(phenyl group), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)Wherein R1, R2, R3 and R4 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a phenyl group, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group ( - (CH 2 ) m C≡CH, m = 0 to 2)

또한, 상기 제1 및 제2배향부는, 아래의 화학식8로 표시되는 카본넘버가 6 이상인 아로마틱(aromatic) 그룹일 수 있다.The first and second alignment units may be an aromatic group having a carbon number of 6 or more represented by the following general formula (8).

[화학식8][Chemical Formula 8]

Figure pat00010
Figure pat00010

(R6, R7, R8, R9, R10은 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)(Wherein R6, R7, R8, R9 and R10 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, An alkoxy group having a carbon number of 1 to 6, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group (- (CH 2 ) mC? CH, m = 0 to 2)

한편, 본 발명은, 서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과, 상기 제1기판 내면에 배치되는 제1배향막과, 상기 제2기판 내면에 배치되는 제2배향막과, 상기 제1 및 제2배향막 사이에 배치되는 액정층을 포함하고, 상기 제1 및 제2배향막 중 적어도 하나는 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질로 이루어지는 액정표시장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising first and second substrates facing each other, a first alignment film disposed on an inner surface of the first substrate, a second alignment film disposed on an inner surface of the second substrate, And a liquid crystal layer disposed between the first and second alignment films, wherein at least one of the first and second alignment films comprises a alignment substance including a light-reactive portion, a first alignment portion and a second alignment portion having an ionic functional group Lt; / RTI >

다른 한편, 본 발명은, 기판 상부에, 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질을 도포하여 배향물질층을 형성하는 단계와, 상기 배향물질을 건조하여, 상기 광반응부에 비하여 상기 제1 및 제2배향부의 함량이 높은 하부의 제1배향층과, 상기 제1 및 제2배향부에 비하여 상기 광반응부의 함량이 높은 상부의 제2배향층으로 상분리 하기 위하여 상기 배향물질층을 제1열처리 하는 단계와, 상기 배향물질에 배향성을 부여하기 위하여 상기 배향물질층에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 기판의 제조방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising the steps of: applying on a substrate, an alignment material including a light-responsive portion, a first alignment portion and a second alignment portion having an ionic functional group to form an alignment material layer; A second alignment layer having a higher content of the first and second alignment portions than the photoreactive portion and a second alignment layer having a higher content of the photoreactive portion than the first and second alignment portions, And then irradiating ultraviolet rays to the alignment material layer in order to impart the alignment property to the alignment material. The present invention also provides a method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, comprising the steps of:

그리고, 상기 광반응부는 이성화형 광반응부이고, 상기 액정표시장치용 기판의 제조방법은, 상기 제1열처리 하는 단계와 상기 자외선을 조사하는 단계 사이에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light reacting portion is an isomerization type light reacting portion, and the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device comprises, between the step of performing the first heat treatment and the step of irradiating the ultraviolet ray, And a second heat treatment of the material layer.

또한, 상기 광반응부는 중합형 광반응부이고, 상기 액정표시장치용 기판의 제조방법은, 상기 자외선을 조사하는 단계 이후에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that after the step of irradiating the ultraviolet light, a second heat treatment is performed on the alignment material layer to imidize the alignment material Step < / RTI >

그리고, 상기 광반응부는 분해형 광반응부이고, 상기 액정표시장치용 기판의 제조방법은, 상기 제1열처리 하는 단계와 상기 자외선을 조사하는 단계 사이에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리하는 단계와, 상기 자외선을 조사하는 단계 이후에, 상기 배향물질의 분해부산물을 제거하기 위하여 상기 배향물질층을 유기 세정하는 단계와, 상기 배향물질의 배향성을 강화하여 배향막을 완성하기 위하여 상기 배향물질층을 제3열처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light reacting portion is a decomposition type light reacting portion, and the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display comprises, between the step of performing the first heat treatment and the step of irradiating the ultraviolet ray, Subjecting the material layer to a second heat treatment; and after the step of irradiating the ultraviolet ray, organic cleaning the alignment material layer to remove decomposition by-products of the alignment material, and aligning the alignment layer And further subjecting the orientation material layer to a third heat treatment for completion.

본 발명은, 전자친화도가 상대적으로 높은 이온성 관능기를 갖는 배향물질을 이용하여 배향막을 형성함으로써, 하부의 제1배향층과 상부의 제2배향층의 상분리 특성이 개선되는 효과를 갖는다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect of improving the phase separation characteristics of the first orientation layer at the lower part and the second orientation layer at the upper part by forming an orientation film using an orientation material having an ionic functional group having a relatively high electron affinity.

그리고, 본 발명은, 광반응부와 이온성 관능기를 갖는 배향부를 포함하는 배향물질에 대한 자외선 조사에 의하여 배향막을 형성함으로써, 상분리 특성이 개선되고 잔상 및 고온 신뢰성 특성이 개선되는 효과를 갖는다. The present invention has the effect of improving the phase separation characteristics and improving the after-image and high-temperature reliability characteristics by forming an alignment film by irradiating ultraviolet light to an alignment substance including an alignment unit having a light-responsive unit and an ionic functional group.

도 1은 종래의 자외선 조사 공정에 의한 배향막을 구성하는 배향물질을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배향막을 구성하는 배향물질을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이성화형 광반응부를 포함하는 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중합형 광반응부를 포함하는 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 분해형 광반응부를 포함하는 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an alignment material constituting an alignment film by a conventional ultraviolet irradiation process. Fig.
2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an alignment material constituting an alignment film according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a method of forming an alignment layer including an isomerization photoreactive unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a method of forming an alignment film including a polymerized light reacting portion according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a method of forming an alignment film including a decomposition type light reacting portion according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 설명하는데, 인-플레인 스위칭 모드(IPS mode) 액정표시장치를 예로 들어 설명한다. Hereinafter, a substrate according to the present invention, a liquid crystal display including the same, and a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings, in which an in-plane switching mode (IPS mode) liquid crystal display device is taken as an example.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(110)는, 서로 마주보며 이격되고 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb)을 포함하는 제1 및 제2기판(120, 160)과, 제1 및 제2기판(120, 160) 사이에 형성되는 액정층(180)과, 제1기판(120) 하부의 백라이트 유닛(미도시)을 포함한다.2, the liquid crystal display device 110 according to the embodiment of the present invention includes a first and a second pixel regions SPR, SPg, SPb, 2 substrates 120 and 160 and a liquid crystal layer 180 formed between the first and second substrates 120 and 160 and a backlight unit (not shown) under the first substrate 120.

구체적으로, 제1기판(120) 내면에는 서로 교차하여 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb)을 정의하는 게이트배선(미도시) 및 데이터배선(미도시)이 형성되고, 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb)에는 각각 게이트배선 및 데이터배선에 연결되고, 게이트전극(122), 반도체층(126), 소스전극(128), 드레인전극(130)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. Specifically, a gate wiring (not shown) and a data wiring (not shown) are formed on the inner surface of the first substrate 120 to define red, green and blue pixel regions SPr, SPg and SPb, The gate electrode 122, the semiconductor layer 126, the source electrode 128, and the drain electrode 130 are connected to gate and data lines, respectively, in the red, green and blue pixel regions SPr, SPg and SPb. A thin film transistor T is formed.

게이트전극(122)과 반도체층(126) 사이에는 게이트절연층(124)이 형성되고, 박막트랜지스터(T) 상부의 제1기판(120) 전면에는 보호층(132)이 형성된다. A gate insulating layer 124 is formed between the gate electrode 122 and the semiconductor layer 126 and a protective layer 132 is formed on the entire surface of the first substrate 120 over the thin film transistor T.

여기서, 박막트랜지스터(T)의 게이트전극(122) 및 소스전극(128)은 각각 게이트배선 및 데이터배선에 연결될 수 있다.Here, the gate electrode 122 and the source electrode 128 of the thin film transistor T may be connected to the gate wiring and the data wiring, respectively.

보호층(132) 상부의 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb)에는, 각각 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(130)에 연결되는 화소전극(134)과, 화소전극(134)으로부터 이격되는 공통전극(136)이 형성된다.The red, green and blue pixel regions SPr, SPg and SPb on the protective layer 132 are provided with pixel electrodes 134 connected to the drain electrodes 130 of the thin film transistor T, The common electrode 136 is formed.

화소전극(134) 및 공통전극(136) 상부의 제1기판(120) 전면에는 제1배향막(138)이 형성된다.A first alignment layer 138 is formed on the entire surface of the first substrate 120 above the pixel electrode 134 and the common electrode 136.

화소전극(134) 및 공통전극(136)은, 바(bar) 형상을 갖고, 금속물질 또는 투명도전성 물질로 이루어지고, 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb) 각각에서 교대로 배치될 수 있다. The pixel electrode 134 and the common electrode 136 have a bar shape and are made of a metal material or a transparent conductive material and are alternately arranged in red, green, and blue pixel regions SPr, SPg, SPb .

도 2에서는 화소전극(134) 및 공통전극(136)이 동일한 층으로 형성되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 화소전극(134) 및 공통전극(136)이 절연층을 개재하여 상이한 층으로 형성될 수도 있다. 2, the pixel electrode 134 and the common electrode 136 are formed in the same layer. However, in another embodiment, the pixel electrode 134 and the common electrode 136 are formed as different layers with the insulating layer interposed therebetween .

그리고, 제2기판(160) 내면의 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb) 경계부에는 각각 블랙매트릭스(162)가 형성되고, 블랙매트릭스(162) 하부의 제2기판(160) 전면에는 컬러필터층(164)이 형성된다.The black matrix 162 is formed at the boundary between the red, green and blue sub pixel regions SPr, SPg and SPb on the inner surface of the second substrate 160 and the second substrate 160 under the black matrix 162 is formed. A color filter layer 164 is formed on the front surface.

컬러필터층(164)은 적, 녹, 청 부화소영역(SPr, SPg, SPb)에 각각 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터(166, 168, 170)를 포함한다.The color filter layer 164 includes red, green, and blue color filters 166, 168, and 170 corresponding to the red, green, and blue pixel regions SPr, SPg, and SPb, respectively.

컬러필터층(164) 하부의 제2기판(160) 전면에는 평탄화층(172)이 형성되고, 평탄화층(172) 하부의 제2기판(160) 전면에는 제2배향막(174)이 형성된다. A planarization layer 172 is formed on the entire surface of the second substrate 160 under the color filter layer 164 and a second alignment layer 174 is formed on the entire surface of the second substrate 160 under the planarization layer 172.

이와 같은 액정표시장치(110)에서는, 게이트배선의 게이트전압에 따라 박막트랜지스터가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터배선의 데이터전압이 박막트랜지스터를 통하여 화소전극(134)에 인가된다. In the liquid crystal display device 110, when the thin film transistor is turned on according to the gate voltage of the gate line, the data voltage of the data line is applied to the pixel electrode 134 through the thin film transistor.

데이터전압이 인가된 화소전극(134)과 공통전압이 인가된 공통전극(136) 사이에 수평 전기장이 생성되고, 액정층(180)의 액정분자가 생성된 수평 전기장에 따라 재배열되어 영상을 표시한다. A horizontal electric field is generated between the pixel electrode 134 to which the data voltage is applied and the common electrode 136 to which the common voltage is applied and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 180 are rearranged according to the generated horizontal electric field, do.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(110)에서, 제1 및 제2배향막(138, 174) 중 적어도 하나는 광반응부와 이온성 관능기를 갖는 배향부를 포함하는 배향물질에 대한 편광 자외선의 조사를 통하여 형성되는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다. In the liquid crystal display device 110 according to an embodiment of the present invention, at least one of the first and second alignment layers 138 and 174 may be formed of a polarizing ultraviolet light for an alignment material including an alignment part having a light- Which will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배향막을 구성하는 배향물질을 도시한 도면으로, 도 2를 함께 참조하여 설명한다.FIG. 3 is a view showing an alignment material constituting an alignment film according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to FIG. 2. FIG.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배향막을 구성하는 배향물질(150)은, 광반응부(140)와 제1배향부(142)로 이루어지는 제1고분자(152)와, 광반응부(140)와 이온성 관능기(R)를 갖는 제2배향부(144)로 이루어지는 제2고분자(154)를 포함한다.3, the alignment material 150 constituting the alignment layer according to the embodiment of the present invention includes a first polymer 152 composed of a light-responsive portion 140 and a first alignment portion 142, And a second polymer 154 composed of a light-reacting portion 140 and a second orientation portion 144 having an ionic functional group (R).

이러한 배향물질(150)은 광반응부(140), 디아민(diamine: NH2)기를 갖는 제1배향부(142), 디아민기 및 이온성 관능기(R)를 갖는 제2배향부(144)를 합성하여 형성할 수 있는데, 제1 및 제2배향부(142, 144)의 디아민기가 광반응부(140)에 결합되면서 산소가 질소로 치환되고 수분이 제거되어 제1 및 제2고분자(152, 154)가 형성될 수 있다.The alignment material 150 may include a light-reacting portion 140, a first alignment portion 142 having a diamine (NH 2) group, a second alignment portion 144 having a diamine group and an ionic functional group R, The diamine groups of the first and second alignment units 142 and 144 are coupled to the light reacting unit 140 so that oxygen is replaced with nitrogen and moisture is removed to form the first and second polymers 152 and 154 May be formed.

광반응부(140)는, 편광상태의 자외선에 반응하여 제1 및 제2배향부(142, 144)를 일축배향(uniaxial alignment) 하는 역할을 하는데, 이성화(isomerization)형, 중합(cross-linking)형, 분해(decomposition)형으로 구분할 수 있다.The photoreactive part 140 serves to uniaxial alignment of the first and second alignment parts 142 and 144 in response to ultraviolet rays in a polarized state. The isomerization type, cross-linking ) Type, and decomposition type.

예를 들어, 이성화형 광반응부(140)는, 아래의 화학반응식1에 따라 빛 또는 열에 반응하는 아조벤젠(azobenzene), 아래의 화학반응식2에 따라 빛 또는 열에 반응하는 스틸벤 계열(stilbene group)의 모이어티(moiety) 중 하나를 포함할 수 있다. For example, the isomerization type light reacting section 140 may include azobenzene reacting with light or heat according to the following chemical reaction formula 1, stilbene group reacting with light or heat according to the following chemical reaction formula 2, Or a < / RTI >

[화학반응식1][Chemical reaction formula 1]

Figure pat00011
Figure pat00011

[화학반응식2][Chemical reaction formula 2]

Figure pat00012
Figure pat00012

이성화형 광반응부(140)는 약 365nm의 파장을 갖는 편광상태의 자외선에 의한 이성화 반응을 통하여 일축 배향성을 가질 수 있다. The isomerization type photoreactive unit 140 may have uniaxial orientation through an isomerization reaction with a polarized ultraviolet ray having a wavelength of about 365 nm.

그리고, 중합형 광반응부(140)는, 아래의 화학식1 내지 화학식5로 각각 표시되는 신나메이트(cinnamate), 쿠마린(coumarin), 칼콘(chalcone), 말레이미드(maleimide), 안트라세닐 계열(anthracenyl group) 또는 그 유도체(derivative) 중 하나를 포함할 수 있다. The polymerizable photoreactive unit 140 may be formed of a polymer selected from the group consisting of cinnamate, coumarin, chalcone, maleimide, anthracenyl group) or a derivative thereof.

[화학식1][Chemical Formula 1]

Figure pat00013
Figure pat00013

[화학식2](2)

[화학식3](3)

Figure pat00015
Figure pat00015

[화학식4][Chemical Formula 4]

Figure pat00016
Figure pat00016

[화학식5][Chemical Formula 5]

Figure pat00017
Figure pat00017

중합형 광반응부(140)는 약 313nm의 파장을 갖는 편광상태의 자외선에 의한 중합 반응을 통하여 일축 배향성을 가질 수 있다. Polymerization type photoreactive unit 140 may have uniaxial orientation through a polymerization reaction by ultraviolet rays in a polarized state having a wavelength of about 313 nm.

또한, 분해형 광반응부(140)는, 아래의 화학식6 또는 화학식7에 따라 빛에 반응하는 싸이클로부탄(cyclobutane) 및 그 유도체를 포함하는 디안하이드라이드(dianhydride)를 포함할 수 있다. Also, the decomposition type light reacting section 140 may include a dianhydride including cyclobutane and derivatives thereof that react with light according to the following chemical formula 6 or chemical formula 7:

[화학식6][Chemical Formula 6]

Figure pat00018
Figure pat00018

[화학식7](7)

Figure pat00019
Figure pat00019

(R1, R2, R3, R4는 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 페닐그룹(phenyl group), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)Wherein R1, R2, R3 and R4 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a phenyl group, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group ( - (CH 2 ) m C≡CH, m = 0 to 2)

분해형 광반응부(140)는 약 254nm의 파장을 갖는 편광상태의 자외선에 의한 분해 반응을 통하여 일축 배향성을 가질 수 있다.The decomposition type photoreactive unit 140 may have uniaxial orientation through a decomposition reaction by ultraviolet rays in a polarized state having a wavelength of about 254 nm.

제1 및 제2배향부(142, 144)는, 각각 액정층(180)의 액정분자를 일방향으로 배열시키는 역할을 하는데, 아래의 화학식8로 표시되는 카본넘버가 6 이상인 아로마틱(aromatic) 그룹일 수 있으며, 예를 들어 파이로멜리틱 디안하이드라이드(pyromellitic dianhydride: PMDA)일 수 있다.The first and second alignment units 142 and 144 serve to align the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 180 in one direction. The first and second alignment units 142 and 144 may be an aromatic group having a carbon number of 6 or more And may be, for example, pyromellitic dianhydride (PMDA).

[화학식8][Chemical Formula 8]

Figure pat00020
Figure pat00020

(R6, R7, R8, R9, R10은 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)(Wherein R6, R7, R8, R9 and R10 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, An alkoxy group having a carbon number of 1 to 6, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group (- (CH 2 ) mC? CH, m = 0 to 2)

제1 및 제2배향부(142, 144)는 동일한 물질 또는 상이한 물질일 수 있다. The first and second alignment portions 142 and 144 may be the same material or different materials.

이온성 관능기(R)는 제2배향부(144)에 공중합 되어 제2배향부(144) 사이의 응집력(self-aggregation)을 향상시키는 역할을 하는데, 응집력 향상에 의하여 제2배향부(144) 사이에 응집구조(cluster)가 형성되며, 그 결과 제1 또는 제2배향막(138, 174)의 상분리(phase separation) 특성이 개선된다. The ionic functional group R is copolymerized with the second alignment unit 144 to improve the self-aggregation between the second alignment units 144. The ionic functional group R functions to improve the cohesion between the second alignment units 144, A clustering structure is formed between the first and second alignment layers 138 and 174, thereby improving the phase separation characteristics of the first and second alignment layers 138 and 174.

이온성 관능기(R)는 상대적으로 높은 전자친화도를 가지며, 예를 들어, 술폰(sulfone)기(SO3H), 나이트레이트(nitrate)기(NO3), 트리플플레이트(triflate)기 (CF3SO3), 테트라플루오루보레이트(tetrafluoroborate)기(BF4), 헥사플루오루포스페이트(hexafluorophosphate)기(PF6), 퍼콜레이트(percholate)기(ClO4), 트리플레이트나이트로진(triflate nitrogen)기(CF3SO3)2N) 중 하나일 수 있다. The ionic functional group (R) has a relatively high electron affinity and can be used in the form of a sulfone group (SO 3 H), a nitrate group (NO 3), a triflate group (CF 3 SO 3) One of the tetrafluoroborate group (BF4), the hexafluorophosphate group (PF6), the percholate group (ClO4), the triflate nitrogen group (CF3SO3) 2N) Lt; / RTI >

이러한 본 발명의 실시예에 따른 이온성 관능기(R)를 포함하는 배향물질(150)을 이용하여 형성되는 제1 또는 제2배향막(138, 174)에서는, 전자친화도가 상대적으로 높은 이온성 관능기(R)에 의하여 제2배향부(144) 사이에 응집력이 향상되어 응집구조가 형성되고, 그 결과 광반응부(140)에 비하여 제1 및 제2배향부(142, 144)의 함량이 상대적으로 높은 하부의 제1배향층과 제1 및 제2배향부(142, 144)에 비하여 광반응부(140)의 함량이 상대적으로 높은 상부의 제2배향층으로 분리되는 제1 또는 제2배향막(138, 174)의 상분리 특성이 개선된다. In the first or second alignment layer 138 or 174 formed using the alignment material 150 including the ionic functional group R according to the embodiment of the present invention, the ionic functional group having relatively high electron affinity The aggregation structure is formed between the first and second alignment portions 142 and 144 by the second alignment portions 144 and the second alignment portions 144 are formed by the second alignment portions 144. As a result, The first and second alignment layers 142 and 144 are divided into a first alignment layer having a relatively high upper part and a second alignment layer having a relatively higher content of the photoreactive part 140 than the first alignment layer 142 and 144, (138, 174) is improved.

그리고, 상분리 특성의 개선에 따라, 제1 또는 제2배향막(138, 174)의 하부의 제1배향층이 구동 중에 발생하는 직류(DC) 성분의 전하를 배출함으로써, 잔상이 방지되고 고온 신뢰성이 향상 되고, 제1 또는 제2배향막(138, 174)의 상부의 제2배향층이 액정층(180)에 우수한 배향력을 제공하여 영상의 표시품질이 개선된다As the phase separation characteristics are improved, the charge of the direct current (DC) component generated during the driving of the first alignment layer under the first or second alignment film 138 or 174 is discharged to prevent the afterimage, And the second alignment layer on top of the first or second alignment film 138 or 174 provides an excellent alignment force to the liquid crystal layer 180 to improve the display quality of the image

한편, 본 발명의 실시예에 따른 배향막은 광반응부(140)의 종류에 따라 상이한 제조공정으로 형성될 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다. Meanwhile, the alignment layer according to the exemplary embodiment of the present invention may be formed in a different manufacturing process depending on the type of the light reacting part 140, which will be described with reference to the drawings.

도 4, 도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 이성화형, 중합형 및 분해형 광반응부를 포함하는 배향막의 형성방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams for explaining a method of forming an alignment layer including an isomerization type, a polymerization type, and a decomposition type light reacting portion according to an embodiment of the present invention, respectively. Referring to FIGS. 2 and 3 together Explain.

도 4에 도시한 바와 같이, 화소전극(134) 및 공통전극(136)이 형성된 제1기판(120) 또는 평탄화층(172)이 형성된 제2기판(160) 상부에 이성화형 광반응부(140)와 제1배향부(142)로 이루어지는 제1고분자(152)와, 이성화형 광반응부(140)와 이온성 관능기(R)를 갖는 제2배향부(144)로 이루어지는 제2고분자(154)를 포함하는 배향물질(150)을 도포하여 배향물질층(미도시)을 형성한다(st10).4, a first substrate 120 on which a pixel electrode 134 and a common electrode 136 are formed or a second substrate 160 on which a planarization layer 172 is formed is provided with an isomerization type light reacting unit 140 The first polymer 152 composed of the first alignment unit 142 and the first alignment unit 142 and the second alignment unit 144 comprising the isomerization light reacting unit 140 and the second alignment unit 144 having the ionic functional group R ) To form an alignment material layer (not shown) (st10).

이후, 도포된 배향물질층에 대하여 제1열처리(건조공정)를 수행하는데(st12), 제1열처리에 의하여 배향물질층은, 이성화형 광반응부(140)에 비하여 제1 및 제2배향부(142, 144)의 함량이 상대적으로 높은 하부의 제1배향층과 제1 및 제2배향부(142, 144)에 비하여 이성화형 광반응부(140)의 함량이 상대적으로 높은 상부의 제2배향층으로 상분리 된다. Thereafter, a first heat treatment (drying step) is performed on the applied alignment material layer (st12), and the orientation material layer by the first heat treatment is applied to the first and second alignment portions 140, The amount of the isomerization photoreactive part 140 is relatively higher than that of the lower first orientation layer and the first and second orientation parts 142 and 144, And is phase-separated into an orientation layer.

예를 들어, 제1열처리는 약 50도 내지 약 120도의 온도에서 약 80초 내지 약 120초 동안 수행될 수 있다.For example, the first heat treatment can be performed at a temperature of about 50 degrees to about 120 degrees for about 80 seconds to about 120 seconds.

이후, 제1 및 제2배향층으로 상분리 된 배향물질층에 대하여 제2열처리(소성공정)를 수행하는데(st14), 제2열처리에 의하여 배향물질층의 이성화형 광반응부(140)와 제1 및 제2배향부(142, 144)로부터 수분(H2O)이 제거되어 배향물질층이 이미드화(imidization) 된다. Thereafter, a second heat treatment (baking step) is performed on the orientation material layer phase-separated into the first and second orientation layers (st14), and the isomerization type light- The moisture (H 2 O) is removed from the second alignment portions 142 and 144 and the alignment material layer is imidized.

예를 들어, 제2열처리는 약 200도 내지 약 250도의 온도에서 약 1000초 내지 약 2000초 동안 수행될 수 있다.For example, the second heat treatment may be performed at a temperature of from about 200 degrees Celsius to about 250 degrees Celsius for about 1000 seconds to about 2000 seconds.

이후, 제2열처리가 수행된 배향물질층에 대하여 편광상태의 자외선을 조사하는데(st16), 편광상태의 자외선 조사에 의하여 이성화형 광반응부(140)가 편광방향에 수직한 방향으로 재배열 되고, 제1 및 제2배향부(142, 144)가 이성화형 광반응부(140)를 따라 재배열 되어, 제1 또는 제2배향막(138, 174)이 완성된다. Thereafter, the polarized ultraviolet light is irradiated to the orientation material layer subjected to the second heat treatment (st16), and the isomerization type light responsive part 140 is rearranged in the direction perpendicular to the polarization direction by ultraviolet irradiation in a polarized state And the first and second alignment units 142 and 144 are rearranged along the isomerization type light reacting unit 140 to complete the first or second alignment films 138 and 174.

여기서, 편광상태의 자외선은 약 365nm의 파장을 가질 수 있다. Here, the ultraviolet ray in a polarized state can have a wavelength of about 365 nm.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 화소전극(134) 및 공통전극(136)이 형성된 제1기판(120) 또는 평탄화층(172)이 형성된 제2기판(160) 상부에 중합형 광반응부(140)와 제1배향부(142)로 이루어지는 제1고분자(152)와, 중합형 광반응부(140)와 이온성 관능기(R)를 갖는 제2배향부(144)로 이루어지는 제2고분자(154)를 포함하는 배향물질(150)을 도포하여 배향물질층(미도시)을 형성한다(st110).5, the first substrate 120 on which the pixel electrode 134 and the common electrode 136 are formed, or the second substrate 160 on which the planarization layer 172 is formed, A second polymer 152 composed of a first alignment unit 140 and a first alignment unit 142 and a second alignment unit 144 having a polymerizable light reacting unit 140 and an ionic functional group R, (Not shown) by applying an alignment material 150 that includes an alignment layer 154 (st110).

이후, 도포된 배향물질층에 대하여 제1열처리(건조공정)를 수행하는데(st112), 제1열처리에 의하여 배향물질층은, 중합형 광반응부(140)에 비하여 제1 및 제2배향부(142, 144)의 함량이 상대적으로 높은 하부의 제1배향층과 제1 및 제2배향부(142, 144)에 비하여 중합형 광반응부(140)의 함량이 상대적으로 높은 상부의 제2배향층으로 상분리 된다. Thereafter, a first heat treatment (drying step) is performed on the applied alignment material layer (st112), and the orientation material layer by the first heat treatment is applied to the first and second alignment portions 140, The amount of the polymerized light reacting portion 140 is relatively higher than that of the lower first alignment layer and the first and second alignment portions 142 and 144, And is phase-separated into an orientation layer.

예를 들어, 제1열처리는 약 50도 내지 약 120도의 온도에서 약 80초 내지 약 120초 동안 수행될 수 있다.For example, the first heat treatment can be performed at a temperature of about 50 degrees to about 120 degrees for about 80 seconds to about 120 seconds.

이후, 제1 및 제2배향층으로 상분리 된 배향물질층에 대하여 편광상태의 자외선을 조사하는데(st114), 편광상태의 자외선 조사에 의하여 중합형 광반응부(140)가 편광방향에 수직한 방향으로 재배열 되고, 제1 및 제2배향부(142, 144)가 중합형 광반응부(140)를 따라 재배열 된다. Then, ultraviolet rays in a polarized state are irradiated to the orientation material layer phase-separated into the first and second alignment layers (st114), and the polymerized light reacting section 140 is irradiated with ultraviolet rays in a polarized state in a direction perpendicular to the polarization direction And the first and second alignment portions 142 and 144 are rearranged along the polymerizable light reacting portion 140.

여기서, 편광상태의 자외선은 약 313nm의 파장을 가질 수 있다. Here, the ultraviolet ray in a polarized state can have a wavelength of about 313 nm.

이후, 편광상태의 자외선이 조사된 배향물질층에 대하여 제2열처리(소성공정)를 수행하는데(st116), 제2열처리에 의하여 배향물질층의 중합형 광반응부(140)와 제1 및 제2배향부(142, 144)로부터 수분(H2O)이 제거되어 배향물질층이 이미드화(imidization) 되어, 제1 또는 제2배향막(138, 174)이 완성된다. Thereafter, a second heat treatment (baking step) is performed on the alignment material layer irradiated with ultraviolet rays in a polarized state (st116), and the polymerized light reacting part 140 of the alignment material layer and the first and second alignment layers The moisture (H 2 O) is removed from the two alignment portions 142 and 144 and the alignment material layer is imidized to complete the first or second alignment films 138 and 174.

예를 들어, 제2열처리는 약 200도 내지 약 250도의 온도에서 약 1000초 내지 약 2000초 동안 수행될 수 있다.For example, the second heat treatment may be performed at a temperature of from about 200 degrees Celsius to about 250 degrees Celsius for about 1000 seconds to about 2000 seconds.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 화소전극(134) 및 공통전극(136)이 형성된 제1기판(120) 또는 평탄화층(172)이 형성된 제2기판(160) 상부에 분해형 광반응부(140)와 제1배향부(142)로 이루어지는 제1고분자(152)와, 분해형 광반응부(140)와 이온성 관능기(R)를 갖는 제2배향부(144)로 이루어지는 제2고분자(154)를 포함하는 배향물질(150)을 도포하여 배향물질층(미도시)을 형성한다(st210).6, a first substrate 120 having a pixel electrode 134 and a common electrode 136, or a second substrate 160 having a planarization layer 172 formed thereon, A first polymer 152 composed of a first alignment unit 140 and a first alignment unit 142 and a second alignment unit 144 having a decomposition type light reacting unit 140 and an ionic functional group R, (Not shown) by applying the alignment material 150 including the alignment layer 154 (st210).

이후, 도포된 배향물질층에 대하여 제1열처리(건조공정)를 수행하는데(st212), 제1열처리에 의하여 배향물질층은, 분해형 광반응부(140)에 비하여 제1 및 제2배향부(142, 144)의 함량이 상대적으로 높은 하부의 제1배향층과 제1 및 제2배향부(142, 144)에 비하여 분해형 광반응부(140)의 함량이 상대적으로 높은 상부의 제2배향층으로 상분리 된다. Thereafter, a first heat treatment (drying step) is performed on the applied orientation material layer (st212), and the orientation material layer by the first heat treatment is applied to the first and second orientation parts The amount of the decomposition type photoreactive part 140 is relatively higher than that of the lower first orientation layer and the first and second orientation parts 142 and 144, And is phase-separated into an orientation layer.

예를 들어, 제1열처리는 약 50도 내지 약 120도의 온도에서 약 80초 내지 약 120초 동안 수행될 수 있다.For example, the first heat treatment can be performed at a temperature of about 50 degrees to about 120 degrees for about 80 seconds to about 120 seconds.

이후, 제1 및 제2배향층으로 상분리 된 배향물질층에 대하여 제2열처리(소성공정)를 수행하는데(st214), 제2열처리에 의하여 배향물질층의 분해형 광반응부(140)와 제1 및 제2배향부(142, 144)로부터 수분(H2O)이 제거되어 배향물질층이 이미드화(imidization) 된다. Thereafter, a second heat treatment (baking step) is performed on the orientation material layer phase-separated into the first and second orientation layers (st 214), and the second decomposition type light- The moisture (H 2 O) is removed from the second alignment portions 142 and 144 and the alignment material layer is imidized.

예를 들어, 제2열처리는 약 200도 내지 약 250도의 온도에서 약 1000초 내지 약 2000초 동안 수행될 수 있다.For example, the second heat treatment may be performed at a temperature of from about 200 degrees Celsius to about 250 degrees Celsius for about 1000 seconds to about 2000 seconds.

이후, 제2열처리가 수행된 배향물질층에 대하여 편광상태의 자외선을 조사하는데(st216), 편광상태의 자외선 조사에 의하여 분해형 광반응부(140)가 편광방향에 수직한 방향으로 재배열 되고, 제1 및 제2배향부(142, 144)가 분해형 광반응부(140)를 따라 재배열 된다. Thereafter, the ultraviolet ray in the polarized state is irradiated to the orientation material layer subjected to the second heat treatment (st 216), and the decomposition type light reacting section 140 is rearranged in the direction perpendicular to the polarization direction by ultraviolet irradiation in the polarized state And the first and second alignment units 142 and 144 are rearranged along the decomposition type light reacting unit 140.

여기서, 편광상태의 자외선은 약 365nm의 파장을 가질 수 있다. Here, the ultraviolet ray in a polarized state can have a wavelength of about 365 nm.

이후, 편광상태의 자외선이 조사된 배향물질층에 대하여 유기세정을 수행하는데(st218), 유기세정에 의하여 분해형 광반응부(140)의 분해부산물이 제거될 수 있다.Thereafter, organic cleaning is performed on the alignment material layer irradiated with ultraviolet rays in a polarized state (st218), and the decomposition by-products of the decomposition type light reacting part 140 can be removed by organic washing.

이후, 유기세정이 수행된 배향물질층에 대하여 제3열처리(후소성공정)를 수행하는데(st220), 제3열처리에 의하여 배향물질층에 남아있는 분해형 광반응부(140)의 분해부산물이 기화되어 제거되거나 자외선의 편광방향에 수직하게 재배열 되어, 제1 또는 제2배향막(138, 174)이 완성된다.Thereafter, a third heat treatment (post-baking process) is performed on the organic material layer subjected to the organic cleaning (st220), the decomposition by-product of the decomposition type light reacting part 140 remaining in the orientation material layer by the third heat treatment Vaporized or removed or rearranged perpendicularly to the polarization direction of ultraviolet rays to complete the first or second alignment film 138, 174.

그리고, 자외선의 편광방향에 수직하게 배열되지 않은 일부가 제3열처리에 의하여 자외선의 편광방향에 보다 더 수직하게 재배열 될 수 있다. And, a part not arranged perpendicular to the polarization direction of ultraviolet rays can be rearranged more perpendicularly to the polarization direction of ultraviolet rays by the third heat treatment.

예를 들어, 제3열처리는 약 200도 내지 약 250도의 온도에서 약 1000초 내지 약 2000초 동안 수행될 수 있다.For example, the third heat treatment may be performed at a temperature of about 200 degrees to about 250 degrees for about 1000 seconds to about 2000 seconds.

한편, 완성된 제1 또는 제2배향막(138, 174)의 하부의 제1배향층은 약 1011Ω㎝ ~ 약 1012Ω㎝ 수준의 비저항을 갖고, 상부의 제2배향층은 약 1015Ωcm 수준의 비저항을 가질 수 있으며, 제1 및 제2배향층의 두께 비율은 약 7:3, 약 6:4, 약 5:5 또는 약 4:6일 수 있다. On the other hand, the first alignment layer under the completed first or second alignment film 138 or 174 has a resistivity of about 10 11 ? Cm to about 10 12 ? Cm, and the second alignment layer on the upper side has a resistivity of about 10 15 Cm, and the thickness ratio of the first and second alignment layers may be about 7: 3, about 6: 4, about 5: 5, or about 4: 6.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판, 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법에서는, 광반응부, 제1배향부 및 전자친화도가 상대적으로 높은 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질을 이용하여 배향막을 형성함으로써, 하부의 제1배향층과 상부의 제2배향층의 상분리 특성이 개선되고, 그 결과 하부의 제1배향층이 직류 성분의 전하를 원활히 배출하여 잔상 및 고온 신뢰성 특성이 개선되고, 상부의 제2배향층이 액정층에 강한 배향력을 제공하여 대조비가 개선된다. As described above, in the substrate according to the embodiment of the present invention, the liquid crystal display including the same, and the method of manufacturing the same, the second alignment unit having the light reacting unit, the first alignment unit and the ionic functional group having relatively high electron affinity The phase separation characteristics between the lower first alignment layer and the upper second alignment layer are improved, and as a result, the lower first alignment layer smoothly discharges the charge of the direct current component, And high-temperature reliability characteristics are improved, and the second alignment layer on the upper side gives a strong alignment force to the liquid crystal layer, and the control ratio is improved.

한편, 도 2 내지 도 6의 실시예에서는 자외선 조사 공정에 의하여 형성되는 배향막을 예로 들어 설명하였으나, 다른 실시예에서는 러빙공정에 의하여 형성되는 배향막의 배향물질에 이온성 관능기를 공중합 시켜 배향물질의 상분리 특성을 개선할 수도 있다. 2 to 6, an ionic functional group is copolymerized with an alignment material of an alignment layer formed by a rubbing process to separate the alignment material from an alignment material formed by an ultraviolet irradiation process, The characteristics may be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

110: 액정표시장치 120: 제1기판
160: 제2기판 138: 제1배향막
174: 제2배향막 180: 액정층110: liquid crystal display device 120: first substrate
160: second substrate 138: first alignment film
174: second alignment layer 180: liquid crystal layer

Claims (10)

기판과;
상기 기판 상부에 배치되고, 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질로 이루어지는 배향막
을 포함하는 액정표시장치용 기판.
Claims [1]
And a second alignment portion disposed on the substrate and having a photoreactive portion, a first alignment portion and an ionic functional group,
And a liquid crystal layer.
제 1 항에 있어서,
상기 이온성 관능기는, 술폰(sulfone)기(SO3H) , 나이트레이트(nitrate)기(NO3), 트리플플레이트(triflate)기 (CF3SO3), 테트라플루오루보레이트(tetrafluoroborate)기(BF4), 헥사플루오루포스페이트(hexafluorophosphate)기(PF6), 퍼콜레이트(percholate)기(ClO4), 트리플레이트나이트로진(triflate nitrogen)기(CF3SO3)2N) 중 하나인 액정표시장치용 기판.
The method according to claim 1,
The ionic functional group may be a sulfone group (SO 3 H), a nitrate group (NO 3), a triflate group (CF 3 SO 3), a tetrafluoroborate group (BF 4), a hexafluoro group Wherein the substrate is one of a hexafluorophosphate group (PF6), a percholate group (ClO4), and a triflate nitrogen group (CF3SO3) 2N.
제 1 항에 있어서,
상기 배향막은, 상기 광반응부에 비하여 상기 제1 및 제2배향부의 함량이 높은 하부의 제1배향층과, 상기 제1 및 제2배향부에 비하여 상기 광반응부의 함량이 높은 상부의 제2배향층을 포함하는 액정표시장치용 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the alignment film has a lower first alignment layer having a higher content of the first and second alignment portions than the light reacting portion and a second alignment layer having a higher content of the light reacting portion than the first and second alignment portions, A substrate for a liquid crystal display comprising an alignment layer.
제 1 항에 있어서,
상기 광반응부는,
아래의 화학반응식1에 따라 빛 또는 열에 반응하는 아조벤젠(azobenzene), 아래의 화학반응식2에 따라 빛 또는 열에 반응하는 스틸벤 계열(stilbene group)의 모이어티(moiety) 중 하나를 포함하는 이성화형 광반응부이거나,
아래의 화학식1 내지 화학식5로 각각 표시되는 신나메이트(cinnamate), 쿠마린(coumarin), 칼콘(chalcone), 말레이미드(maleimide), 안트라세닐 계열(anthracenyl group) 또는 그 유도체(derivative) 중 하나를 포함하는 중합형 광반응부이거나,
아래의 화학식6 또는 화학식7에 따라 빛에 반응하는 싸이클로부탄(cyclobutane) 및 그 유도체를 포함하는 디안하이드라이드(dianhydride)를 포함하는 분해형 광반응부인 액정표시장치용 기판.
[화학반응식1]
Figure pat00021

[화학반응식2]
Figure pat00022

[화학식1]
Figure pat00023

[화학식2]
Figure pat00024

[화학식3]
Figure pat00025

[화학식4]
Figure pat00026

[화학식5]
Figure pat00027

[화학식6]
Figure pat00028

[화학식7]
Figure pat00029

(R1, R2, R3, R4는 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 페닐그룹(phenyl group), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)
The method according to claim 1,
The light-
Azobenzene which reacts with light or heat in accordance with the following chemical reaction formula 1, isomerized light containing one of the moieties of the stilbene group which reacts to light or heat according to the following chemical reaction formula 2 Reaction part,
And includes one of cinnamate, coumarin, chalcone, maleimide, anthracenyl group or derivatives thereof represented by the following general formulas (1) to (5) Or a polymerization type photoreactive portion which is a polymerizable photoreactive portion,
A substrate for a liquid crystal display, comprising a decomposition type photoreactive moiety comprising a dianhydride comprising cyclobutane and a derivative thereof, which reacts with light according to the following formula (6) or (7)
[Chemical reaction formula 1]
Figure pat00021

[Chemical reaction formula 2]
Figure pat00022

[Chemical Formula 1]
Figure pat00023

(2)
Figure pat00024

(3)
Figure pat00025

[Chemical Formula 4]
Figure pat00026

[Chemical Formula 5]
Figure pat00027

[Chemical Formula 6]
Figure pat00028

(7)
Figure pat00029

Wherein R1, R2, R3 and R4 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a phenyl group, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group ( - (CH 2 ) m C≡CH, m = 0 to 2)
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2배향부는, 아래의 화학식8로 표시되는 카본넘버가 6 이상인 아로마틱(aromatic) 그룹인 액정표시장치용 기판.
[화학식8]
Figure pat00030

(R6, R7, R8, R9, R10은 각각 수소(hydrogen atom), 불소(fluorine atom), 염소(chlorine atom), 브롬(bromine atom), 카본넘버가 1~6인 알킬그룹(alkyl group), 카본넘버가 1~6인 알콕시그룹(alkoxy group), 비닐그룹(vinyl group)(-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸그룹(acetyl group)(-(CH2)m-C≡CH, m=0~2) 중 적어도 하나를 포함함)
The method according to claim 1,
Wherein the first and second alignment units are aromatic groups having a carbon number of 6 or more represented by the following formula (8).
[Chemical Formula 8]
Figure pat00030

(Wherein R6, R7, R8, R9 and R10 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkyl group having a carbon number of 1 to 6, An alkoxy group having a carbon number of 1 to 6, a vinyl group (- (CH 2 ) mCH═CH 2 , m = 0 to 2), an acetyl group (- (CH 2 ) mC? CH, m = 0 to 2)
서로 마주보며 이격되는 제1 및 제2기판과;
상기 제1기판 내면에 배치되는 제1배향막과;
상기 제2기판 내면에 배치되는 제2배향막과;
상기 제1 및 제2배향막 사이에 배치되는 액정층
을 포함하고,
상기 제1 및 제2배향막 중 적어도 하나는 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질로 이루어지는 액정표시장치.
First and second substrates spaced apart from each other;
A first alignment layer disposed on the inner surface of the first substrate;
A second alignment layer disposed on the inner surface of the second substrate;
A liquid crystal layer disposed between the first and second alignment layers,
/ RTI >
Wherein at least one of the first and second alignment layers comprises an alignment material including a light-reactive portion, a first alignment portion, and a second alignment portion having an ionic functional group.
기판 상부에, 광반응부, 제1배향부 및 이온성 관능기를 갖는 제2배향부를 포함하는 배향물질을 도포하여 배향물질층을 형성하는 단계와;
상기 배향물질을 건조하여, 상기 광반응부에 비하여 상기 제1 및 제2배향부의 함량이 높은 하부의 제1배향층과, 상기 제1 및 제2배향부에 비하여 상기 광반응부의 함량이 높은 상부의 제2배향층으로 상분리 하기 위하여 상기 배향물질층을 제1열처리 하는 단계와;
상기 배향물질에 배향성을 부여하기 위하여 상기 배향물질층에 자외선을 조사하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 기판의 제조방법.
Forming an alignment material layer on the substrate by applying an alignment material including a light-reactive portion, a first alignment portion and a second alignment portion having an ionic functional group;
The alignment layer is dried to form a lower first alignment layer having a higher content of the first and second alignment portions than the photoreactive portion and a second alignment layer having a higher content of the photoreactive portion than the first and second alignment portions, A first heat treatment of the layer of orientation material to phase-separate into a second orientation layer of the orientation layer;
Irradiating the alignment material layer with ultraviolet light to impart orientation to the alignment material
Wherein the substrate is a glass substrate.
제 7 항에 있어서,
상기 광반응부는 이성화형 광반응부이고,
상기 제1열처리 하는 단계와 상기 자외선을 조사하는 단계 사이에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리 하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치용 기판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the photoreactive portion is an isomerized photoreactive portion,
Further comprising a second heat treatment of the alignment material layer to imidize the alignment material between the first heat treatment step and the ultraviolet ray irradiation step.
제 7 항에 있어서,
상기 광반응부는 중합형 광반응부이고,
상기 자외선을 조사하는 단계 이후에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리 하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치용 기판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the photoreactive portion is a polymerizable photoreactive portion,
Further comprising a second heat treatment of the alignment material layer to imidize the alignment material after the step of irradiating the ultraviolet light.
제 7 항에 있어서,
상기 광반응부는 분해형 광반응부이고,
상기 제1열처리 하는 단계와 상기 자외선을 조사하는 단계 사이에, 상기 배향물질을 이미드화 하기 위하여 상기 배향물질층을 제2열처리 하는 단계와,
상기 자외선을 조사하는 단계 이후에, 상기 배향물질의 분해부산물을 제거하기 위하여 상기 배향물질층을 유기세정 하는 단계와, 상기 배향물질의 배향성을 강화하여 배향막을 완성하기 위하여 상기 배향물질층을 제3열처리 하는 단계
를 더 포함하는 액정표시장치용 기판의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the photoreactive portion is a decomposition type photoreactive portion,
Performing a second heat treatment of the alignment material layer to imidize the alignment material between the first heat treatment step and the ultraviolet ray irradiation step,
Organic cleaning of the alignment material layer to remove decomposition by-products of the alignment material after the step of irradiating ultraviolet light; and a step of forming a layer of the alignment material on the third alignment layer to enhance the alignment property of the alignment material, Step of heat treatment
The method comprising the steps of:
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