KR20200065735A - Alignment layer having improved attachment, method of fabricating alignment layer and liquid crystal display device having alignment layer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접착력이 향상된 접착력이 향상된 배향막 및 배향막 제조방법, 배향막을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an alignment film with improved adhesion, an alignment film manufacturing method with improved adhesion, and a liquid crystal display device having an alignment film.
근래, 기술발전에 따라 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기나 텔레비젼에 적용되던 평판표시장치(Flat Panel Display Device)의 크기가 점차 대형화되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Device Panel) 등이 활발히 연구되고 있으며, 특히 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 액정표시장치(LCD)가 많이 적용되고 있다.In recent years, with the development of technology, the size of a flat panel display device that has been applied to various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers or televisions is gradually increasing. LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), and OLED (Organic Light Emitting Device Panel) are actively researched as such flat panel display devices, especially for reasons of mass production technology, ease of driving means, and realization of high image quality. A liquid crystal display (LCD) is widely used.
액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니므로 광을 공급하는 광원이 필요하며, 광원에서 공급되는 광의 투과율을 제어함으로써 화상을 구현한다. 이때, 광의 투과율 제어는 액정층과 편광판에 의해 이루어진다. 즉, 투과축이 평행 또는 수직하도록 2매의 편광판을 배치하고 그 사이에 배치된 액정층의 액정분자의 배열방향을 제어함으로써 액정층과 편광판을 투과하는 광의 투과율을 제어함으로써 화상을 구현한다.Since the liquid crystal display device is not a self-luminous display device, a light source that supplies light is required, and an image is realized by controlling the transmittance of light supplied from the light source. At this time, light transmittance is controlled by a liquid crystal layer and a polarizing plate. That is, an image is realized by controlling the transmittance of light passing through the liquid crystal layer and the polarizing plate by arranging two polarizing plates such that the transmission axis is parallel or perpendicular and controlling the arrangement direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer disposed therebetween.
액정분자의 배열제어는 배향막과 한쌍의 전극에 의해 이루어진다. 배향막은 액정분자의 초기 배열상태를 결정하며, 한쌍의 전극은 신호의 인가에 따라 액정분자의 배열상태를 조절하여 광의 투과율을 조절한다.The alignment control of the liquid crystal molecules is performed by an alignment film and a pair of electrodes. The alignment layer determines the initial alignment state of the liquid crystal molecules, and the pair of electrodes adjusts the alignment state of the liquid crystal molecules according to application of a signal to control light transmittance.
그러나, 배향막을 구비한 액정표시장치는 다음과 같은 문제가 있다. 액정표시장치는 실런트(sealant)에 의해 합착된 상하 기판과 그 사이의 액정층으로 구성되며, 상하 기판에는 각각 배향막이 형성되어 액정분자를 설정된 초기방향으로 배향한다.However, a liquid crystal display device having an alignment film has the following problems. The liquid crystal display device is composed of an upper and lower substrate bonded by a sealant and a liquid crystal layer therebetween, and an alignment layer is formed on each of the upper and lower substrates to orient the liquid crystal molecules in a predetermined initial direction.
한편, 상기 배향막은 액상상태로 상하 기판에 인쇄된 후 건조하여 형성된다. 그런데, 액상 배향막의 점성, 인쇄기술의 한계 및 공정 오차 등으로 인해 상기 배향막이 설정된 영역에 정확히 형성되지 않는다. 예를 들어, 상기 배향막이 실런트가 형성되는 영역으로 침범하여 배향막이 실런트와 오버랩되는 경우, 실런트의 합착력이 저하되어 표시장치에 합착불량이 발생하며, 배향막이 설정된 영역 전체에 도포되지 않고 일부 영역에만 도포되는 경우, 배향막이 도포되지 않은 영역(예를 들면, 표시장치의 테두리영역 등)으로 광이 누설되어 해당 영역에 휘선이 발생하게 된다.On the other hand, the alignment film is formed by printing on the upper and lower substrates in a liquid state and then drying. However, due to the viscosity of the liquid alignment layer, limitations in printing technology, and process errors, the alignment layer is not formed accurately in the set region. For example, when the alignment layer is invaded into a region where the sealant is formed and the alignment layer overlaps with the sealant, adhesion strength of the sealant is lowered to cause adhesion defects in the display device, and the alignment layer is not applied to the entire set region and some areas are not applied. When applied only to light, light is leaked to an area where the alignment layer is not applied (for example, a border area of the display device) to generate a bright line in the area.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로 실런트를 상대적으로 합착특성이 좋은 배향막 위에 형성함으로써, 합착불량을 방지할 수 있는 배향막 및 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an alignment film and a liquid crystal display device capable of preventing adhesion defects by forming a sealant on an alignment film having relatively good adhesion properties.
본 발명의 다른 목적은 표시부의 외곽에 배향막을 형성함으로써 외곽을 통해 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있는 배향막 및 액정표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an alignment layer and a liquid crystal display device capable of preventing light leakage from occurring through the outside by forming an alignment layer on the outer side of the display unit.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 배향막은 기판에 형성된 제1배향막; 상기 제1배향막 위에 형성된 제2배향막을 구성되며, 상기 제1배향막은 상기 제2배향막 보다 큰 접착력을 가지며, 상기 제2배향막은 상기 제1배향막 보다 큰 배향규제력을 가진다.In order to achieve the above object, the alignment layer according to the present invention includes a first alignment layer formed on a substrate; A second alignment layer is formed on the first alignment layer, the first alignment layer has a greater adhesion than the second alignment layer, and the second alignment layer has a larger alignment control force than the first alignment layer.
제2배향막은 폴리이미드계 폴리머 또는 폴리아미드계 폴리머로 구성되며, 제1배향막은 감광성 측쇄를 형성하는 첨가제가 포함된 폴리아미드계 폴리머로 구성될 수 있다. 또한, 제1배향막은 가교제가 첨가된 폴리아미드계 폴리머로 구성될 수 있다.The second alignment layer may be composed of a polyimide-based polymer or a polyamide-based polymer, and the first alignment layer may be composed of a polyamide-based polymer containing an additive that forms a photosensitive side chain. Further, the first alignment layer may be made of a polyamide-based polymer to which a crosslinking agent is added.
제1배향막은 각각 친수성의 제1영역과 상기 제1영역 외곽에 형성된 소수성의 제2영역으로 구성되며, 제2 배향막은 제1배향막의 제1영역 위에 자기 정렬로 배치된다.The first alignment layer includes a first hydrophilic region and a second hydrophobic region formed outside the first region, and the second alignment layer is arranged in a self-aligned manner over the first region of the first alignment layer.
또한, 본 발명에 따른 표시장치는 표시영역 및 패드영역을 포함하는 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1기판 및 상기 제2기판에 형성된 배향막; 상기 제1기판 및 상기 제2기판에 형성된 배향막의 제2영역 사이에 배치되어 상기 제1기판과 상기 제2기판을 합착하는 실런트로 구성된다.In addition, the display device according to the present invention includes a first substrate and a second substrate including a display area and a pad area; A liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; An alignment layer formed on the first substrate and the second substrate; It is formed between the first substrate and the second region of the alignment layer formed on the second substrate, and is composed of a sealant for bonding the first substrate and the second substrate.
그리고, 본 발명에 따른 배향막 형성방법은 기판 위에 형성된 소수성의 제1배향막을 형성하는 단계; 상기 제1배향막의 설정된 영역에 자외선을 조사하여 조사된 영역을 친수성을 변환하는 단계; 상기 제1배향막 위에 액상 배향물질을 도포하여 상기 제1배향막 위에 친수성 영역과 자기 정렬된 제2배향막을 형성하는 단계; 및 상기 제1배향막 및 상기 제1배향막을 배향처리하는 단계로 구성된다.And, the method of forming an alignment layer according to the present invention includes forming a hydrophobic first alignment layer formed on a substrate; Converting the hydrophilicity of the irradiated area by irradiating ultraviolet rays to the set area of the first alignment layer; Forming a second alignment layer self-aligned with a hydrophilic region on the first alignment layer by applying a liquid alignment material on the first alignment layer; And aligning the first alignment layer and the first alignment layer.
본 발명에서는 강한 배향규제력의 상부 배향막과, 배향규제력과 합착력이 좋은 하부 배향막의 2층 구조로 배향막을 형성하므로, 실런트와의 합착력 저하에 따른 합착불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 테두리영역으로 빛샘이 발생하는 액자불량을 방지할 수 있게 된다.In the present invention, since the alignment layer is formed in a two-layer structure of an upper alignment layer having a strong alignment regulating force and a lower alignment layer having a good alignment regulating force and bonding strength, it is possible to prevent adhesion defects due to deterioration of the bonding force with the sealant as well as a border region. It is possible to prevent the frame defect caused by light leakage.
또한, 테두리영역의 빛샘을 차단하기 위해 블랙매트릭스를 형성함으로써 발생하는 개구율저하도 효과적으로 방지할 수 있게 된다.In addition, it is possible to effectively prevent a decrease in aperture ratio caused by forming a black matrix to block light leakage in the border area.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 외곽부의 확대 단면도.
도 4는 일반적인 도포방법에 의해 기판상에 배향물질이 도포된 것을 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 일반적인 도포방법에 의해 형성된 액정표시장치의 구조를 나타내는 확대 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트.
도 7은 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 플로우챠트.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 도면.1 is a plan view schematically showing the structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view of the outer portion of FIG. 2.
4 is a view showing that the alignment material is applied to the substrate by a general coating method.
5A and 5B are enlarged cross-sectional views each showing a structure of a liquid crystal display device formed by a general coating method.
6 is a flowchart showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
7 is a flowchart showing a method for forming an alignment layer according to the present invention.
8A to 8E are views showing a method for forming an alignment film according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are exemplary and the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. When'include','have','consist of', etc. mentioned in the specification are used, other parts may be added unless'~man' is used. When a component is expressed as a singular number, the plural number is included unless otherwise specified.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including the error range even if there is no explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of the description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as'~top','~upper','~bottom','~side', etc. Alternatively, one or more other parts may be located between the two parts unless'direct' is used.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a time relationship, for example,'after','following','~after','~before', etc. When a temporal sequential relationship is described,'right' or'direct' It may also include cases that are not continuous unless it is used.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving is possible, and each of the embodiments may be independently performed with respect to each other or may be implemented together in an association relationship. It might be.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치(100)의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.1 is a plan view schematically showing the structure of a liquid
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 실제 화상을 구현하는 표시부(DA)와, 상기 화상표시부(DA)의 상측 및 좌측 외곽에 배치된 패드부(PA)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the liquid
상기 표시부(DA)에는 복수의 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)이 수직으로 배열되어 복수의 화소(P)를 정의하며, 패드부(PA)에는 각각 상기 게이트인(GL) 및 데이터라인(DL)과 접속되는 복수의 게이트패드(g_pad)와 데이터패드(d_pad)가 배열된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 각각의 화소(P)에는 상기 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)과 접속되는 박막트랜지스터(TFT)가 배치된다. 상기 게이트패드(g_pad)를 통해 입력되는 주사신호는 게이트라인(GL)을 통해 박막트랜지스터(TFT)에 인가되며, 데이터패드(d_pad)를 통해 입력되는 화상신호는 데이터라인(DL)을 통해 박막트랜지스터(TFT)로 인가된 후 화소(P)로 공급된다.A plurality of gate lines GL and a data line DL are vertically arranged in the display unit DA to define a plurality of pixels P, and the gate portions GL and data lines are respectively provided in the pad unit PA. A plurality of gate pads (g_pad) and data pads (d_pad) connected to (DL) are arranged. Although not shown in the drawing, a thin film transistor TFT connected to the gate line GL and the data line DL is disposed in each pixel P. The scan signal input through the gate pad (g_pad) is applied to the thin film transistor (TFT) through the gate line GL, and the image signal input through the data pad (d_pad) is a thin film transistor through the data line (DL). After being applied as (TFT), it is supplied to the pixel P.
상기 표시부(DA)의 외곽에는 실런트(172)가 도포되어 상기 제1기판(110)을 제2기판, 즉 컬러필터기판(도면표시하지 않음)과 합착시킨다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제1기판(110)과 제2기판에는 각각 배향막이 형성되고 그 사이에 액정층이 구비되어, 상기 배향막의 규제력에 의해 액정층의 액정분자가 설정된 방향으로 배향된다.A
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 실제의 액정표시장치는 종횡으로 매트릭스형상으로 배치된 복수의 화소를 포함하지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 하나의 화소만을 도시하였다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to the present invention. The actual liquid crystal display device includes a plurality of pixels arranged in a matrix shape in the vertical and horizontal directions, but only one pixel is illustrated in the drawings for convenience of description.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 제1기판(110)과 제2기판(150), 상기 제1기판(110)과 제2기판(150)에 사이에 배치된 액정층(170)으로 구성된다. 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)은 유리(glass)와 같이 투명하고 단단한 물질로 구성될 수 있으며, 플라스틱과 같이 투명하고 유연한 물질로 구성될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.2, the liquid
상기 제1기판(110)에는 박막트랜지스터(TFT)가 배치된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 제1기판(110) 위에 배치된 게이트전극(122)과, 게이트전극(122)이 형성된 제1기판(110) 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층(112)과, 상기 게이트절연층(112) 위에 배치된 반도체층(124)과, 상기 반도체층(124)이 형성된 소스전극(125) 및 드레인전극(126)로 구성된다.A thin film transistor (TFT) is disposed on the
상기 게이트전극(122)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(112)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiOx과 SiNx의 2층 구조의 무기층으로 이루어질 수 있다.The
상기 반도체층(124)은 비정질 반도체물질로 구성될 수 있고 결정질 반도체물질로 구성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층(124)은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물반도체로 형성할 수 있다.The
상기 소스전극(125) 및 드레인전극(126)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 형성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도면에서는 박막트랜지스터(TFT)가 게이트전극(122)이 하부에 배치되고 반도체층(124)이 그 상부에 배치되는 바텀게이트(bottom gate)방식이 개시되어 있지만, 본 발명의 박막트랜지스터(TFT)가 이러한 구조에 한정되는 것이 아니라 게이트전극(122)이 반도체층(124)의 상부에 배치되는 탑게이트(top gate) 방식도 적용될 수 있고, 다른 구조의 박막트랜지스터(TFT)도 적용될 수 있을 것이다.In the drawing, although a bottom gate method is disclosed in which a thin film transistor (TFT) is a
상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 제1기판(110) 위에는 전체에 걸쳐 보호층(114)이 형성되며, 상기 보호층(114) 위에 제1전극(128) 및 제2전극(129)이 형성된다.A
상기 보호층(114)은 포토아크릴과 같은 유기물질로 형성될 수 있지만, 무기층 및 유기층으로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수도 있다. 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(126) 상부의 보호층(114)에는 컨택홀(114a)이 형성되며, 상기 컨택홀(114a)을 통해 드레인전극(126)이 제1전극(128)과 전기적으로 접속된다.The
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1전극(128) 및 제2전극(129)은 각각 설정된 폭의 띠형상으로 구성되어 게이트라인(GL)의 따라 평행하게 배열될 수 있고, 게이트라인(GL)과 일정 각도로 서로 평행하게 배열될 수도 있다. 도면에서는 상기 제1전극(128) 및 제2전극(129)이 각각 보호층(114) 위에 배치되지만, 상기 제1전극(128) 및 제2전극(129)이 모두 게이트절연층(112)이나 제1기판(110) 위에 배치될 수 있고, 제1전극(128) 및 제2전극(129)이 서로 다른 층(110,112,114)에 배치될 수도 있다.Although not shown in the drawing, the
상기 제1전극(128) 및 제2전극(129)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수도 있고 도전성이 좋은 금속으로 구성될 수도 있다.The
제2기판(150)에는 블랙매트릭스(Black Matrix;152)와 컬러필터층(154)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(152)는 박막트랜지스터(TFT) 형성영역, 게이트라인 및 데이터라인 형성영역과 같이 실제 화상이 표시되지 않는 비표시영역에 형성되어 상기 비표시영역으로 광이 누설되어 화질이 저하되는 것을 방지한다. 이때, 상기 블랙매트릭스(152)는 CrO나 CrOx와 같은 불투명한 금속이나 블랙수지로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.A black matrix (152) and a color filter layer (154) are formed on the second substrate (150). The
컬러필터층(154)은 실제 컬러를 구현하기 위한 것으로, R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터층으로 구성될 수 있다.The
상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)의 가장자리영역에는 실런트(172)가 도포되어, 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)을 합착한다. 상기 실런트(172)는 제1기판(110) 및 제2기판(150)중 적어도 하나의 기판에 인쇄될 수 있다. 상기 실런트(172)는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 실런트(172)는 에폭시(epoxy)계 수지로 구성될 수 있다.A
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)에는 볼형상 또는 기둥형상의 스페이서가 구비되어 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)이 항상 일정한 간격을 유지하도록 한다.In addition, although not shown in the drawings, the
합착된 제1기판(110) 및 제2기판(150) 사이에는 액정층(170)이 형성된다. 상기 액정층(170)에는 이방성특성을 가진 액정분자가 분포되어, 상기 액정분자의 배열에 따라 상기 액정층(170)을 투과하는 광의 투과율이 조절된다.A
상기 제1기판(110) 위에는 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)이 형성되며, 제2기판(150) 위에는 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)이 형성된다. 상기 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)과 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)은 각각 액정층(170)내의 액정분자의 초기 배열방향을 결정한다. 이때, 상기 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)의 배향방향과 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)의 배향방향을 서로 수직이거나 평행으로 이루어질 수 있다.A
제1기판(110)의 배향막의 배향방향(즉, 상기 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)의 배향방향)과 제2기판(150)의 배향막의 배향방향(즉, 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)의 배향방향)이 서로 수직인 경우, 액정층(170)의 액정분자는 제1기판(110)측에서 제2기판(15)측으로 갈수록 90도의 각도로 트위스트된다. 또한, 상기 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)의 배향방향과 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)의 배향방향이 서로 평행인 경우, 액정층(170)의 액정분자는 모두 동일한 방향으로 배열된다.The alignment direction of the alignment layer of the first substrate 110 (ie, the alignment direction of the
이러한 구성의 액정표시장치에서, 게이트라인(GL)을 통해 주사신호가 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(122)으로 인가되면, 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(124)이 활성화되어 상기 반도체층(124) 내부에 채널층이 형성된다. 이와 동시에, 데이터라인(DL)을 통해 입력되는 화상신호가 박막트랜지스터(TFT)에 형성된 채널층을 통해 제1전극(128)에 인가된다.In the liquid crystal display device having such a configuration, when a scan signal is applied to the
상기 제1전극(128)에 화상신호가 인가되면, 상기 제1전극(128) 및 제2전극(129) 사이에 전계가 형성되며, 이 전계에 의해 제1-4배향막(132,134,162,164) 에 의해 초기 배열된 액정층(170)의 액정분자의 배열방향이 변경되고 이러한 액정분자의 배열방향의 변화에 의해 상기 액정층(170)을 투과하는 광의 투과율이 변화되어 화상을 구현할 수 있게 된다.When an image signal is applied to the
이와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)에서는 제1기판(110) 및 제2기판(150)에 각각 2층의 배향막(132,134)(162,164)이 형성되는데, 그 이유를 자세히 설명하면 다음과 같다.As described above, in the liquid
도 3은 도 2의 부분 확대도로서, 실런트(172)에 의해 합착되는 액정표시장치(100)의 외곽영역을 나타낸다. 이때, 도면에는 설명의 편의를 위해, 기판(110,150), 배향막(132,134,162,164), 액정층(170), 실런트(172)만을 도시하였다.FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 and shows an outer region of the liquid
도 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(110)에는 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)이 형성되고 제2기판(150)에는 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)이 형성된다.As shown in FIG. 3, a
도면에서는 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)이 각각 제1기판(110) 및 제2기판(150) 위에 직접 형성되지만, 도 2를 참조하면 제1배향막(132)은 제1기판(110)에 형성된 보호층(114)과 제1전극(128) 및 제2전극(129) 위에 형성되고 제3배향막(162)은 블랙매트릭스(152) 및 컬러필터층(154) 위에 형성된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제3배향막(162)은 상기 블랙매트릭스(152) 및 컬러필터층(154) 위에 형성된 평탄화층 위에 형성될 수도 있다.In the drawing, although the
상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)은 각각 제1기판(110) 및 제2기판(15)의 외곽영역으로 연장되어 그 상부에 실런트(172)가 형성되며, 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)은 각각 상기 실런트(172)로부터 설정된 거리(d1) 이격되어 형성된다. 이때, 이격거리(d1)는 최대한 작게 형성되어 실런트(172)가 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)과 오버랩되지 않고, 표시영역(DA)의 대부분의 영역에 상기 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)을 형성하는 것이 바람직하다.The
이때, 상기 제1배향막(132)과 제3배향막(162)은 각각 제1영역(132a,162a) 및 제2영역(132b,162b)로 구성되며, 제1영역(132a,162a)은 친수성을 가지고 제2영역(132b,162b)은 소수성을 가진다. In this case, the
상기 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a)은 각각 제1기판(110) 및 제2기판(150)의 중앙영역, 즉 표시부에 대응하는 영역에 형성되며, 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제2영역(132b,162b)은 각각 상기 제1영역(132a,162a)의 외곽을 따라 형성된다.The
즉, 상기 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a)은 주로 표시장치(100)의 표시부(DA)에 형성되고 제2영역(132b,162b)은 상기 표시부(DA) 외곽의 패드부(PA)에 형성된다.That is, the
상기 실런트(172)는 상기 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제2영역(132b,162b)에 형성되며, 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)은 각각 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a) 위에 형성된다. 이때, 상기 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)은 각각 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a)과 정렬되어 형성된다. 이후 설명되지만, 상기 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a)은 친수성으로 형성되어 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)이 형성시 배향물질이 친수성의 제1영역(132a,162a)에만 도포되고 다른 영역에는 도포되지 않는다. 즉, 상기 제2배향막(134) 및 제4배향막(164)은 별도의 패터닝없이 각각 제1배향막(132)과 제3배향막(162)의 제1영역(132a,162a)과 자기정렬(self aligning)되어 패터닝된다.The
이와 같이, 본 발명에서 제1기판(110) 및 제2기판(150)에 형성되는 배향막을 2층 구조로 형성하는 이유는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the reason for forming the alignment layer formed on the
일반적으로 배향막은 액상의 배향물질을 스핀코터(spin coater) 등과 같은 도포장치에 의해 표시영역에 도포한다. 상기 기판(110,150)에 도포된 배향물질은 기판(110,150) 전체로 퍼지며, 이를 건조하여 배향막을 완성한다. 그런데, 액상의 배향물질은 그 자체의 점성, 도포장치의 정확도 한계, 기판과 도포장치의 오정렬 등과 같은 다양한 이유로 인해 원하는 영역에만 정확하게 도포되는 것이 아니라 과도포 또는 미도포의 불량이 발생하게 된다.In general, the alignment film is applied to the display area by a liquid coating material such as a spin coater (spin coater). The alignment material applied to the
도 4는 일반적인 도포방법에 의해 기판상에 액상의 배향물질이 도포된 것을 나타내는 도면이다.4 is a view showing that a liquid alignment material is coated on a substrate by a general coating method.
도 4에 도시된 바와 같이, 직사각형상의 기판(210)에는 표시영역(DA)이 형성되며, 상기 표시영역(DA) 역시 기판(210)과 거의 동일한 형상인 사각형상으로 기판(210) 위에 형성된다. 이때, 상기 표시영역(DA)의 외곽 둘레에는 실런트(272)가 형성되어, 두개의 기판을 합착한다.As shown in FIG. 4, a display area DA is formed on the
도포장치에 의해 액상의 배향물질(239)을 기판(210)에 도포하면, 액상의 배향물질(239)이 기판(210)의 중앙영역에서 외곽영역으로 퍼져 나가 기판(210)의 표시영역(DA)에 배향물질(239)이 도포된다. 이때, 배향막은 표시영역(DA) 전체에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시영역(DA) 내의 일부 영역에 배향막이 형성되지 않는 경우, 이 영역에서는 액정분자를 초기 배열방향을 제어할 수 없게 되어, 이 영역을 통해 투과되는 광의 투과율을 제어할 수 없게 된다. 따라서, 표시영역(DA) 내의 배향막이 형성되지 않는 영역은 광이 누설되어 휘점 또는 휘선이 발생하는 영역이 된다.When the liquid oriented
물론, 이러한 휘점 또는 휘선이 발생하는 영역에 블랙매트릭스를 형성하여 이 영역을 통해 광이 누설되는 것을 차단할 수는 있지만, 이 경우 상기 블랙매트릭스에 의해 개구율이 저하되는 문제가 있다. 더욱이, 합착오차나 공정오차 등으로 인해 상기 블랙매트릭스는 실제 광이 누설되는 영역보다 더 크게 형성되어야 하므로, 이러한 블랙매트릭스의 형성은 액정표시장치의 개구율을 저하시키는 주요한 원인이 된다. Of course, it is possible to block the leakage of light through this region by forming a black matrix in the region where the bright point or the bright line occurs, but in this case, there is a problem that the aperture ratio is lowered by the black matrix. Moreover, because the black matrix must be formed larger than the area where the actual light leaks due to adhesion errors or process errors, the formation of the black matrix is a major cause of deteriorating the aperture ratio of the liquid crystal display.
특히, 배향물질의 도포시 배향물질이 도포되지 않는 영역은 주로 기판의 외곽, 즉 실런트(272) 근처에 형성된다. 따라서, 배향막의 미형성에 의한 휘점이나 휘선이 주로 실런트(272) 근처에 형성되는데, 이러한 불량이 발생한 액정표시장치에서는 화면상의 외곽둘레를 따라 액자와 같은 휘선이 나타난다.In particular, when the alignment material is applied, an area to which the alignment material is not applied is mainly formed outside the substrate, that is, near the
따라서, 기판(210) 상에 배향물질(239)을 도포할 때, 가능하면 상기 배향물질(239)이 실런트(272)와 최대한 가깝게 도포하여 배향막이 형성되지 않는 영역을 최소화해야만, 휘점 및 휘선이 발생하는 영역을 최소화하고 개구율이 저하되는 불량을 방지할 수 있다.Therefore, when applying the
그러나, 액상 배향물질(239)의 점성과 표면장력에 의해, 기판(210)의 외곽으로 배향물질(239)이 퍼져 갈 때, 배향물질(239)의 변 영역측으로의 퍼짐속도와 모서리영역에서의 퍼짐속도에는 차이가 발생한다. 또한, 도포장치의 기계적인 한계, 기판과 도포장치의 오정렬, 도포공차 등에 의해 정확한 배향물질(239)의 도포가 불가능하게 된다.However, due to the viscosity and surface tension of the
따라서, 배향물질(239)의 도포가 종료되었을 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배향물질(239)이 표시영역(DA)의 영상과 같은 완전한 사각형상으로 형성되지 않고 모서리가 둥근 형상으로 기판(210) 상에 도포되어, 기판(210)의 표시영역(DA)에는 배향물질(239)이 도포되지 않는 미도포영역과 배향물질(239)이 표시영역(DA)의 외곽으로 퍼져 나가 상기 배향물질(239)이 실런트(272)와 중복되는 오버랩영역이 형성된다. Therefore, when the application of the
상기 배향물질(239)의 미도포영역은 액정표시장치의 휘점 또는 휘선 발생의 원인이 되고 개구율저하의 원인이 되며, 배향물질(239)과 실런트(272)의 중복영역은 액정표시장치의 합착불량이 원인이 된다.The uncoated region of the
도 5a 및 도 5b는 배향물질의 도포에 의해 형성된 일반적인 구조의 액정표시장치의 부분확대도이다.5A and 5B are partially enlarged views of a liquid crystal display having a general structure formed by application of an alignment material.
도 5a에 도시된 바와 같이, 배향물질(239)이 표시영역(DA)의 외곽으로 퍼져 나가는 경우, 제1기판(210)의 보호층 및 제2기판(250)의 오버코트층과 같은 절연층 위에 형성되는 실런트(272)의 일부가 배향막(232,262) 위에 형성되거나 실런트(272)의 전부가 배향막(232,262) 위에 형성된다.As shown in FIG. 5A, when the
일반적으로 폴리이미드(polyimide)나 폴이아미드(polyamide)와 같은 폴리머로 구성된 배향막(232,262)은 액정분자를 구속하는 배향규제력(anchoring energy)은 크지만, 접착력은 보호층이나 오버코트층과 같은 절연층에 비해 약하다. 따라서, 상기 실런트(272)와 배향막(232,262)이 일부가 오버랩되거나 전체가 오버랩되는 경우, 제1기판(210) 및 제2기판(250)을 합착하는 실런트(272)의 합착력 저하를 야기하며, 이러한 합착력 저하에 의해 약한 힘에 의해서도 합착된 제1기판(210) 및 제2기판(250)이 분리되는 합착불량이 발생하게 된다.In general, the
이러한 합착력 저하의 방지를 위해, 배향물질이 표시영역(DA)의 외곽으로 퍼져 나가가 않도록 배향물질이 퍼지는 영역을 축소하여 배향물질을 표시영역(DA)의 내측으로만 도포하여 배향막(232,262)과 실런트(272)가 오버랩되지 않도록 할 수 있다.In order to prevent such a decrease in adhesion, the area in which the alignment material spreads is reduced so that the alignment material does not spread outwards of the display area DA, and the alignment material is applied only to the inside of the display area DA to form
그러나, 도 5b에 도시된 바와 같이, 이러한 구조의 경우 배향막(232,262)이 실런트(272)로부터 일정 거리(d2) 이격되어 형성된다. 즉, 실런트(272)의 안쪽에 형성되는 표시영역(DA)의 안측 둘레를 따라 배향막(232,262)이 형성되지 않는 영역이 발생하며, 이러한 영역을 통해 빛샘이 발생하여 표시장치의 외곽영역이 밝게 빛나는 액자불량이 발생하게 된다.However, as illustrated in FIG. 5B, in the case of such a structure, the alignment layers 232 and 262 are formed to be spaced a predetermined distance d2 from the
또한, 액자불량을 방지하기 위해, 표시장치의 테두리에 빛샘을 차단하는 블랙매트릭스를 형성하는 경우, 이 영역으로는 영상이 표시되지 않으므로 표시장치의 개구율이 저하되는 문제가 발생한다. In addition, in order to prevent a frame defect, when forming a black matrix to block light leakage on the edge of the display device, an image is not displayed in this area, which causes a problem that the aperture ratio of the display device is lowered.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명에서는 표시장치의 배향막에 의해 발생하는 합착불량의 문제와 액자불량 및 개구율저하의 문제를 해결하기 위해, 배향막을 2층 구조로 형성한다.Referring to FIG. 3 again, in the present invention, in order to solve the problem of poor adhesion due to the alignment layer of the display device and the problem of defective frame and poor aperture ratio, the alignment layer is formed in a two-layer structure.
이때, 제1기판(110) 및 제2기판(150)의 상면, 즉 제1기판(110) 및 제2기판(150)과 직접 접촉하는 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)은 배향규제력이 좋으며, 실런트(172)와의 합착력도 좋은 물질을 사용한다. 또한, 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162) 위에 형성되어 액정층과 직접 접촉하는 제2배향막(134)과 제4배향막(164)은 상대적으로 합착력은 나쁘지만 제1배향막(132) 및 제3배향막(154)에 비해 배향규제력이 더 큰 물질로 구성한다.At this time, the top surface of the
따라서, 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)이 제1기판(110) 및 제2기판(150)의 외곽까지 형성되어 실런트(172)가 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162) 위에 형성되어도 합착력의 저하가 발생하지 않는다.Therefore, the
또한, 본 발명에서는 표시부(DA)의 대부분의 영역의 제1기판(110) 및 제2기판(150)에는 각각 제2배항막(134) 및 제4배향막(164)이 형성되어, 표시부(DA)에서는 대부분이 액정층(170)이 제2배항막(134) 및 제4배향막(164)과 직접 접촉하며, 표시부(DA)의 외곽영역의 액정층(170) 만이 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)과 접촉한다.In addition, in the present invention, the
따라서, 표시부(DA)의 대부분의 영역에서는 상대적으로 배향규제력이 강한 제2배향막(134)과 제4배향막(164)에 의해 광투과율이 제어되므로 좋은 품질의 화상을 구현할 수 있게 되며, 표시부(DA)의 외곽영역에는 상대적으로 배향규제력이 약한 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)에 의해 광투과율이 제어되므로 최상의 품질의 화상은 구현할 수 없지만 이 영역에서도 액정분자가 신호에 따라 배열되어 빛샘이 발생하는 것은 방지할 수 있게 된다.Therefore, in most areas of the display unit DA, the light transmittance is controlled by the
이와 같이, 본 발명에서는 강한 배향규제력의 상부 배향막과, 배향규제력과 합착력이 좋은 하부 배향막의 2층 구조로 배향막을 형성하므로, 실런트(172)와의 합착력 저하에 따른 합착불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 테두리영역으로 빛샘이 발생하는 액자불량을 방지할 수 있게 된다. 또한, 테두리영역의 빛샘을 차단하기 위해 블랙매트릭스를 형성함으로써 발생하는 개구율 저하도 효과적으로 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the alignment layer is formed in a two-layer structure of an upper alignment layer having a strong alignment control force and a lower alignment layer having a good alignment regulation force and bonding strength, adhesion defects due to a decrease in bonding force with the
상기 제2배향막(134)과 제4배향막(164)은 일반적이 배향물질, 예를 들어 폴리이미드(Polyimide)계 폴리머와 폴리아미드(Polyamide)계 폴리머가 사용될 수 있다.As the
또한, 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)으로는 주로 폴리아미드계 폴리머가 주로 사용된다. 특히, 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)의 배향물질은 폴리아미드계 폴리머에 에폭시(expoxy)기와 같은 첨가제가 첨가된 물질로 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)의 배향물질의 첨가제가 에폭시기에만 한정되는 것이 아니라 상기 폴리아미드계 폴리머에 감광성 측쇄를 형성할 수 있다면 어떠한 물질도 사용할 있을 것이다.In addition, a polyamide-based polymer is mainly used as the
상기 에폭시기는 자외선과 같은 광의 조사시 폴리아미드계 폴리머의 소수성을 친수성으로 변환시키며, 광이 조사됨에 따라 에폭시계 수지로 이루어진 실런트(172)와의 사이에 가교(cross linking)를 형성하여 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)과 실런트(172)의 결합력을 향상시킨다.The epoxy group converts the hydrophobicity of the polyamide-based polymer to hydrophilicity when irradiated with light such as ultraviolet light, and forms a first linking film (crosslinking) with a
또한, 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)의 배향물질은 폴리아미드계 폴리머에 가교제(cross linking agent)와 감광성 첨가제를 포함시켜 구성할 수 있다. 이때, 상기 가교제로는 열 또는 광에 의해 가교를 형성할 수만 있다면 어떠한 물질이라도 가능하다. 예를 들어, 수산화기를 포함하는 첨가제가 가교제로서 사용될 수 있다.In addition, the alignment materials of the
상기 가교제에 자외선과 같은 광의 조사되거나 열(heat)이 인가되면, 상기 가교제와 실런트(172)와의 사이에 가교(cross linking)가 형성되어 상기 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)과 실런트(172) 사이의 결합력을 향상된다. 또한, 상기 감광성 첨가제에 광이 조사됨에 따라 폴리아미드계 폴리머의 소수성이 친수성으로 변환된다.When irradiated with light such as ultraviolet light or heat is applied to the crosslinking agent, cross linking is formed between the crosslinking agent and the
특히, 상기 가교제는 폴리아미드계 폴리머와 액정분자 사이에서도 가교를 형성하여 제1배향막(132) 및 제3배향막(162)의 배향규제력을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 실런트(172) 근처의 위치하는 액정분자를 원하는 방향으로 제어하여 이 영역에서 빛샘을 방지하고 더 나은 화질의 화상을 표시할 수 있게 된다.In particular, the cross-linking agent can improve cross-linking between the polyamide-based polymer and the liquid crystal molecules, thereby improving the alignment control power of the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 배향막을 상대적으로 높은 합착력과 낮은 배향규제력을 가진 제1배향막과 상대적으로 높은 배향규제력을 가진 제2배향막의 2층의 구조로 형성함으로써, 표시부(DA)의 화상의 품질저하를 방지할 수 있으며, 실런트(172)와 합착력을 향상시키고 실런트(172)의 주변을 통한 빛샘에 의한 액자불량을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the image of the display unit DA is formed by forming the alignment layer into a two-layer structure of a first alignment layer having a relatively high bonding force and a low alignment regulation force and a second alignment layer having a relatively high alignment regulation force. It is possible to prevent deterioration of the quality, improve adhesion with the
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트로, 도 2와 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 상세히 설명한다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, and a method of manufacturing the liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 6.
도 6에 도시된 바와 같이, TFT공정에 의해 제1기판(110)상에 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)을 형성하고 상기 화소 각각에 상기 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다(S101). 또한, 상기 TFT공정을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(126)과 접속되어 화상신호를 인가하는 제1전극(128) 및 제2전극(129)을 형성한다.As illustrated in FIG. 6, a plurality of gate lines GL and data lines DL defining a plurality of pixels are formed on the
상기와 같은 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL), 박막트랜지스터의 게이트전극(122)과 소스전극(125) 및 드레인전극(126), 제1전극(128) 및 제2전극(129)은 마스크를 이용한 사진식각방법(photolithography process)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 게이트절연층(112)과 반도체층(124) 등은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 형성될 수 있다.The gate line GL and data line DL, the
또한, 제2기판(150)에는 CF공정에 의해 화상비표영역으로 광이 투과되는 것을 차단하는 블랙매트릭스(152)와 R,G,B 컬러필터층(154)을 형성한다(S104). 상기 블랙매트릭스(152)는 CrO나 CrOx 등의 금속산화물을 적층하고 식각하여 형성될 수 있으며, 블랙수지를 도포하고 식각하여 형성할 수도 있다. 또한, R,G,B 컬러필터층(154)은 안료 등으로 이루어진 컬러수지를 적층하고 패터닝함으로써 형성될 수 있다.In addition, a
이어서, 상기 제1기판(110)에 제1배향막(132) 및 그 상부의 제2배향막(134)을 형성하고 상기 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)을 배향처리하여 배향규제력을 부여한다(S103). 또한, 상기 제2기판(150)에 제3배향막(162) 및 그 상부의 제4배향막(164)을 형성하고 상기 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)을 배향처리하여 배향규제력을 부여한다(S104).Subsequently, a
이후, 제1기판(110)의 외곽부에 실런트(172)를 인쇄하고 상기 실런트(172)에 의해 둘러싸인 제1기판(110) 상에 액정을 적하하여 액정층(170)을 형성한다(S105,S106). 이때, 상기 실런트(172)는 제1기판(110)이 아니라 제2기판(150)에 인쇄될 수 있고 상기 액정도 제2기판(150) 상에 적하될 수도 있다.Thereafter, a
이어서, 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)을 정렬한 상태에서 압력을 인가하여 상기 실런트(172)에 의해 상기 제1기판(110) 및 제2기판(150)을 합착함으로써 액정표시장치를 완성할 수 있다(S107).Subsequently, by applying pressure in a state where the
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정표시장치가 모기판(mother substrate) 단위로 복수개 형성되는 경우, 모기판의 합착후 합착된 모기판을 절단하여 복수의 액정표시장치를 분리할 수 있다.Although not shown in the drawings, when a plurality of the liquid crystal display devices are formed in units of a mother substrate, a plurality of liquid crystal display devices may be separated by cutting the bonded mother substrate after bonding of the mother substrate.
한편, 액정층(170)의 형성은 제1기판(110) 및 제2기판(150)을 합착한 후 이루어질 수 있다. 즉, 실런트(172)의 인쇄시 액정이 주입되는 주입구를 형성하고 제1기판(110) 및 제2기판(150)을 합착한 후, 상기 주입구를 통해 액정을 제1기판(110) 및 제2기판(150) 사이에 주입함으로써 액정층(170)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 주입구를 형성하여 액정을 주입한 경우에는 상기 주입구를 봉지함으로써 액정표시장치가 완성된다.Meanwhile, formation of the
상기와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는 제1기판(110) 및 제2기판(150)에 각각 2층의 배향막(132,134,162,164)을 형성하여, 액정층(170)의 액정분자에 배향규제력을 제공할 뿐만 아니라 실런트(172)와의 합착력을 향상시키는데, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 2층 구조의 배향막을 형성하는 방법을 구체적으로 설명한다.As described above, in the liquid crystal display device according to the present invention, the alignment layers 132,134,162,164 of the two layers are formed on the
도 7은 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 플로우챠트이고, 도 8a-도 8e은 실제 배향막 형성방법을 나타내는 도면이다. 이때, 제1기판(110)에 형성되는 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)과 제2기판(150)에 형성되는 제3배향막(162) 및 제4배향막(164)은 동일한 방법에 의해 형성되므로, 이하에서는 제1기판(110)에 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)을 형성하는 방법만을 대표로 설명한다.7 is a flowchart showing a method for forming an alignment film according to the present invention, and FIGS. 8A to 8E are views showing an actual method for forming an alignment film. At this time, the
도 7 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 우선 에폭시와 같은 첨가제가 추가된 액상의 폴리아미드계 폴리머 또는 가교제가 첨가된 액상의 폴리아미드계 폴리머로 이루어진 제1배향물질을 준비한 후, 스핀코팅 등의 도포방법에 의해 준비된 제1배향물질을 상기 제1기판(110) 위에 도포하고 경화하여 제1배향막(132)을 형성한다(S201). As shown in FIGS. 7 and 8A, first, a first alignment material composed of a liquid polyamide-based polymer to which an additive such as epoxy is added or a liquid polyamide-based polymer to which a crosslinking agent is added is prepared, and then spin coating, etc. The first alignment material prepared by the coating method is coated on the
한편, 상기 제1배향물질은 스핀코팅과 같은 특정 방법에 의해서만 이루어지는 것이 아니라 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1배향물질은 스크린프린팅(screen printing), 적하(dispensing) 등과 같은 다양한 방법에 의해 제1기판(110) 상에 도포될 수 있다. 상기 제1기판(110) 도포된 제1배향물질은 제1기판(110)으로 퍼져 제1배향물질이 기판 상에 도포된다.Meanwhile, the first alignment material may be formed by various methods, not only by a specific method such as spin coating. For example, the first alignment material may be applied on the
이어서, 도 7 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 제1배향막(132) 위에 설정된 폭을 가진 사각테형상의 마스크(180)를 배치하여 제1배향막(132)의 외곽영역을 차단한 상태에서 상기 제1배향막(132)에 자외선을 조사한다(S202).Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8B, in a state in which the outer region of the
상기 제1배향막(132)은 전체적으로 소수성을 가지며, 상기 자외선의 조사에 의해 제1배향막(132)의 표면이 개질되어 자외선이 조사된 영역의 소수성이 친수성으로 변환된다. 즉, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 자외선의 조사에 의해 제1배향막(132)이 친수성의 제1영역(132a)과 상기 제1영역(132a)의 외곽 둘레를 따라 설정된 폭(마스크(180)의 폭과 동일)으로 형성된 소수성의 제2영역(132b)으로 구성된다.The
그 후, 도 7 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 폴리이미드계 폴리머 또는 폴리아미드계 폴리머로 이루어진 제2배향물질을 스핀코팅 등의 방법에 의해 제1배향막(132) 위에 도포한다(S203).Thereafter, as shown in FIGS. 7 and 8D, a second alignment material made of a polyimide-based polymer or a polyamide-based polymer is coated on the
상기 제1배향막(132)은 친수성의 제1영역(132a)과 소수성의 제2영역(132b)으로 구성되므로, 상기 제1배향막(132) 위에 액상의 제2배향물질을 도포하면 친수성의 제1영역(132a)에만 액상의 제2배향물질이 도포되고 제2영역(132b)에는 액상이 제2배향물질이 남아 있지 않게 된다. 따라서, 본 발명에서는 별도의 패터닝공정없이 상기 제2배향물질은 제1배향막(132)의 제1영역(132a)과 자기정렬(self aligning)되어 형성된다.Since the
그 후, 도포된 제2배향물질에 열을 인가하거나 자외선을 조사하여 경화함으로써, 상기 제1배향막(132)의 제1영역(132a) 위에 자기 정렬된 제2배향막(134)을 형성한다(S204).Thereafter, a
이어서, 도 7 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 제1배향막(132)과 제2배항막(134)이 형성된 제1기판(110) 상부에 러빙포(184)가 감합된 러빙롤(182)을 위치하여 접촉시킨 후, 상기 러빙롤(182)을 설정 방향으로 이동시키거나 상기 제1기판(110)을 설정된 방향으로 이동시켜 제1배향막(132)의 제2영역(132b) 및 제2배향막(134)의 상면을 배향처리한다(S205).Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8E, a rubbing
한편, 제1배향막(132) 및 제2배향막(134)의 배향처리는 러빙에 의해서만 이루어지는 것이 아니라, 자외선과 같은 광을 조사하여 이루어질 수도 있다.Meanwhile, the alignment treatment of the
상기 제1배향막(132)의 제2영역(132b) 및 제2배향막(134)의 러빙에 의해 제1배향막(132)의 제2영역(132b) 및 제2배향막(134)에는 설정된 방향, 즉 러빙방향을 따라 연속적인 미세홈(micro grooves)이 형성되며, 이 미세홈이 액정분자에 배향규제력을 제공한다.The
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 제1배향막(132)을 형성하고 상기 제1배향막(132)에 마스크를 이용하여 자외선을 조사함으로써, 상부에 제2배향막(134)이 배치되는 제1영역(132a)을 형성한다. 별도의 패터닝 공정 없이 특정 형상의 제2배향막(134)을 형성할 수 있게 된다. 이때, 제2배향막(134)의 패터닝이 자외선의 조사 영역, 정확하게 말해서 마스크의 개구영역에 의해 결정되므로 마스크의 개구 영역을 조절함으로써 제2배향막(134)이 형성영역을 조절할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, by forming a
또한, 본 발명에서는 액상의 제2배향물질이 제1배향막(132)에 친수성 제1영역(132a)에만 도포되고 소수성 제2영역에는 전혀 도포되지 않으므로, 액상 배향막의 점성, 인쇄기술의 한계 및 공정 오차 등에 의한 도포오차가 발생하지 않게 된다. In the present invention, since the liquid second alignment material is applied to the
따라서, 본 발명에서는 항상 원하는 위치에 정확하게 제2배향막(134)을 형성할 수 있게 되므로, 상대적으로 접착력이 약한 제2배향막(134)이 실런트(172)의 하부로 연장되어 액정표시장치의 합착력이 약화되는 것을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, since the
또한, 본 발명에서는 항상 원하는 위치에 정확하게 제2배향막(134)을 형성할 수 있게 되므로, 상대적으로 강한 배향규제력을 가진 제2배향막(134)을 오버랩없이 최대한 실런트(172)와 근접하여 형성할 수 있게 되므로(d1<d2), 실런트(172) 내측, 즉 표시부의 대부분 영역에 제2배향막(134)을 형성할 수 있게 되어 표시부 전체를 통해 표시되는 화질을 향상시킬 수 있게 된다.Further, in the present invention, since the
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Although many matters are specifically described in the above description, this should be interpreted as an example of a preferred embodiment rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by equivalents to the claims and claims.
110,150 : 기판
132,134,162,164 : 배향막
170 : 액정층
172 : 실런트
180 : 마스크
182 : 러빙롤
184 : 러빙포110,150: substrate 132,134,162,164: alignment film
170: liquid crystal layer 172: sealant
180: Mask 182: Loving Roll
184: Loving cloth
Claims (15)
상기 제1배향막 위에 형성된 제2배향막을 구성되며,
상기 제1배향막은 상기 제2배향막 보다 큰 접착력을 가지며, 상기 제2배향막은 상기 제1배향막 보다 큰 배향규제력을 가진 배향막.A first alignment layer formed on the substrate;
Comprising a second alignment layer formed on the first alignment layer,
The first alignment layer has an adhesive force greater than that of the second alignment layer, and the second alignment layer has an alignment control force greater than that of the first alignment layer.
상기 제1기판의 표시영역 및 패드영역에 형성된 제1배향막;
상기 제1배향막 위의 표시영역에 형성된 제2배향막;
상기 제2기판의 표시영역 및 패드영역에 형성된 제3배향막;
상기 제3배향막 위의 표시영역에 형성된 제4배향막;
상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치된 액정층; 및
상기 제1배향막과 상기 제3배향막 사이에 배치되어 상기 제1기판과 상기 제2기판을 합착하는 실런트를 포함하며
상기 제1배향막 및 상기 제3배향막은 각각 상기 제2배향막 및 상기 제4배향막 보다 큰 접착력을 가지며, 상기 제2배향막 및 상기 제4배향막은 각각 상기 상기 제1배향막 및 상기 제3배향막 보다 큰 배향규제력을 가진 표시장치.A first substrate and a second substrate including a display area and a pad area;
A first alignment layer formed in the display area and the pad area of the first substrate;
A second alignment layer formed on the display area on the first alignment layer;
A third alignment layer formed on the display area and the pad area of the second substrate;
A fourth alignment layer formed on the display area on the third alignment layer;
A liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; And
It is disposed between the first alignment layer and the third alignment layer and includes a sealant for bonding the first substrate and the second substrate.
The first alignment layer and the third alignment layer have greater adhesion than the second alignment layer and the fourth alignment layer, respectively, and the second alignment layer and the fourth alignment layer are respectively larger than the first alignment layer and the third alignment layer. Regulatory display.
상기 제1배향막의 설정된 영역에 자외선을 조사하여 조사된 영역을 친수성을 변환하는 단계;
상기 제1배향막 위에 액상 배향물질을 도포하여 상기 제1배향막 위에 친수성 영역과 자기 정렬된 제2배향막을 형성하는 단계; 및
상기 제1배향막 및 상기 제1배향막을 배향처리하는 단계로 구성된 배향막 형성방법.Forming a hydrophobic first alignment layer formed on the substrate;
Converting the hydrophilicity of the irradiated area by irradiating ultraviolet rays to the set area of the first alignment layer;
Forming a second alignment layer self-aligned with a hydrophilic region on the first alignment layer by applying a liquid alignment material on the first alignment layer; And
A method of forming an alignment layer comprising the steps of aligning the first alignment layer and the first alignment layer.
상기 제1배향막 위에 마스크를 배치하는 단계; 및
상기 마스크에 의해 상기 제1배향막의 외곽둘레를 차단한 상태에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 배향막 형성방법.The method of claim 12, wherein irradiating the first alignment layer with ultraviolet rays.
Placing a mask on the first alignment layer; And
And irradiating ultraviolet rays while blocking the outer circumference of the first alignment layer by the mask.
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KR1020180152479A KR20200065735A (en) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Alignment layer having improved attachment, method of fabricating alignment layer and liquid crystal display device having alignment layer |
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