KR101267528B1 - 배향막 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 구성되는 배향막(alignment layer)에 관한 것으로, 최적화된 광 배향조건으로 진행되는 배향막의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 광 배향물질로 배향막을 형성하는 공정에서, 자외선 조사를 통한 광 배향공정시, 질소분위기에서 진행하며 열 가교반응과 광가교반응이 동시에 진행되도록 한 후, 세정공정을 거쳐 마지막 베이킹(post baking)공정을 진행하여 배향막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 일련의 공정 중, 특히 질소분위기에서 광배향을 진행하게 되면 광반응시 산화반응이 억제되므로 원하지 않는 부반응이 적게 발생하는 장점이 있고, 상기 광배향을 진행하면서 열을 가해주면 좀 더 반응이 빨라질 뿐 아니라, 광배향시 형성되는 말레이미드기(maleimide)의 네트워크화를 촉진하여 말레이미드기가 빠르게 제거되는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 최적화된 공정조건으로 진행된 광 배향공정을 통해 액정 배열특성이 우수한 배향막을 형성할 수 있다.

Description

배향막 형성방법{Method of fabricating of an alignment layer}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 액정표시장치의 단면 구성을 도시한 도면이고,
도 3은 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향제의 결합구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 옥시디아닐린(ODA)기가 결합된 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향물질의 광분해전 결합구조와 광분해 후 결합구조이고,
도 5는 도 4의 결합구조에서 특정 결합의 적외선 흡광도와 이색성 차를 그래프로 나타낸 도면이고,
도 6a 내지 도 6c는 배향막을 포함하는 컬러필터 기판의 제조공정을 도시한 도면이고,
도 7은 질소 분위기와 산소 분위기에서 각각 배향공정이 진행된 배향막의 카르보닐기의 적외선 흡광도를 나타낸 그래프이고,
도 8은 시간에 따른 자외선 조사량을 나타낸 그래프이고,
도 9는 각 온도에 따른 자외선 조사후와 포스트 베이킹 전후의 위상차값의 변동을 나타낸 그래프이고,
도 10은 자외선 조사량에 따른 포스트 베이킹 전,후에 대한 열적특성을 나타 낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 102 : 블랙매트릭스
104a~104c : 컬러필터 106 : 평탄화막
108 : 공통전극 110 : 배향막
본 발명은 액정표시장치에 구성되는 배향막의 형성방법에 관한 것으로 특히, 광조사를 이용한 배향 공정시 최적화된 공정조건을 이용한 배향막 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배향막은 고분자 수지로서 액정을 일정한 방향으로 배향하기 위한 수단이며, 액정표시장치를 이루는 어레이기판과 컬러필터 기판의 최상층으로 구성된다.
이하, 도 1과 도 2를 참조하여 액정표시장치의 구성을 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 액정표시장치의 단면 구성을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 컬러필터 기판(B2)과 어레이 기판(B1)과, 상기 두 기판(B1,B2) 사이에 충진된 액정층(14)으로 구성된다.
상세히는, 상기 어레이기판(B1)은 투명한 제 1 기판(22)상에 교차하여 구성된 게이트 배선(12)과 데이터 배선(24)이 구성되고, 상기 두 배선(12,24)의 교차부에는 스위칭 소자로 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 두 배선(12,24)이 교차하여 정의되는 영역은 화상이 표시되는 최소단위인 화소영역(P)이며, 상기 화소 영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(T)로부터 화소전압이 인가되는 투명한 화소 전극(17)이 구성된다.
상기 화소 전극(17)이 형성된 기판(22)의 전면에는 폴리 이미드(polyimide)로 형성된 제 1 배향막(32)이 형성된다.
상기 컬러필터 기판(B2)은, 상기 제 1 기판(22)과 마주보는 투명한 제 2 기판(5)면에 상기 화소영역(P)의 경계에 대응하는 빛 차단 수단인 블랙매트릭스(6)가 구성되고, 상기 화소 영역(P)에 대응하여 컬러필터(7a~7c)가 구성된다.
상기 컬러필터(7a~7c)는 적색, 녹색, 청색을 띄며 근래에는 주로 스트라이프(stripe)형상으로 구성된다.
상기 컬러필터(7a~7c)와 블랙매트릭스(6)가 구성된 기판(22)의 전면에 평탄화막(미도시)이 형성되고, 상기 평탄화막(미도시)의 전면(全面)에는 공통전극(18)과 제 2 배향막(34)이 구성된다.
전술한 바와 같은 구성으로 액정패널이 제작된다.
그런데, 상기 제 1 배향막(32)과 제 2 배향막(34)은 상기 액정층(14)을 일정한 방향으로 배열하는 기능을 하며 이를 위해, 이러한 배향막(32,34)의 표면이 배 향특성을 가지도록 하기위한 방법으로, 러빙공정과 같은 접촉방식 또는 광(자외선)을 이용한 비접촉방식으로 배향공정을 진행하게 된다.
상기 배향막의 알려진 배향 메카니즘(alignment mechanism)은 전술한 접촉방식과 같이 물리적인 마찰을 통해 표면에 미세한 그루브(groove)를 형성한 한 후, 이러한 그루브(groove)에서의 형태학적 또는 전기적 특성의 조합으로 액정을 배향할 수 있으며, 상기 광배향의 경우 배향막을 이루는 물질 표면의 광화학 반응을 통한 이방성 형성으로 인해 상기 액정분자가 일정한 방향성을 가지고 고정될 수 있는 원리를 이용한다.
그런데, 상기 러빙포를 이용한 접촉식 배향공정은 이에 사용되는 러빙장치의 크기및 러빙포 교체에 따른 비용 등을 감안할 때 합리적인 방법이라 할 수 없다.
따라서, 이를 대체하기 위한 방법으로, 빛을 조사하는 공정만으로 배향공정이 완료될 수 있는 비접촉 방식이 선호되고 있으며 특히, 단일 화소에 액정의 배열방향이 다른 다수의 영역을 형성하기 위한 배향공정시, 상기와 같이 빛을 이용한 배향공정이 유용하게 사용되어 지고 있다.
일반적으로, 비접촉 방식을 이용한 배향공정에는 광반응기가 포함된 폴리이미드수지 등의 고분자 재질의 광배향물질을 사용하게 되며, 이러한 광반응기로 예를 들면 사이클로부탄 디언하이드라이드(Cyclobutan dianhydride, 이하 "CBDA"라고 칭함)가 있다.
이하, 도 3은 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향제의 결합구조를 나타낸 도면이다.
일반적으로 폴리이미드(Polyimide)는 이미드고리를 가지는 고분자 물질로 주로 방향족의 무수물 및 디아민을 이용하여 합성한다.
특히, 광반응 폴리이미드의 경우는 광과 반응할 수 있는 기능고리가 치환되어 구성되며 도시한 바와 같이 일예로 CBDA와 같은 광활성기가 도입되어 형성된다.
이때, 전술한 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향물질은 상기 CBDA의 광분해 반응으로 이방성을 유도하여 액정을 배열시키는 광배향 재료이다.
이하, 상기 폴리이미드기에 디아민으로 옥시디아닐린(ODA)기가 결합된 폴리이미드수지를 예를 들어 설명한다
도 4는 옥시디아닐린(ODA)기가 결합된 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향물질의 광분해전 결합구조와 광분해 후 결합구조이고, 도 5는 도 4의 결합구조에서 특정 결합의 적외선 흡광도와 이색성 차를 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 상기 옥시디아닐린(ODA)기가 결합된 CBDA계열 폴리 이미드계 광배향물질에 자외선을 조사하면, CBDA링의 분해로 말레이미드기(Maleimide, MI)가 생성되고 부 반응으로 광산화 반응물이 생성된다.
이때, 결합구조에 표시한 1376㎝-1, 1240,㎝-1 1501㎝-1은 도 4에 도시한 특정 결합구조에서 적외선 흡광영역이다.
이러한 결과는, FT-IR(fourier transformation infrared spectroscopy))분석기를 통한 분석한 결과를 토대로 알 수 있으며 특히, 광분해를 통해 생선된 말레이미드기는 1379㎝-1의 흡광영역(흡광파장)에 해당하는 적외선 파장을 흡수하는 것을 알 수 있다.
이때, 도 4를 참조하여 흡광영역에 해당하는 결합구조의 자외선 조사량에 따른 흡수율과 이색성차를 살펴보면 특히, 1379의 말레이미드기는 자외선의 흡수율 그래프와 이색성 차를 나타낸 그래프(50,52)가 거의 겹쳐 동일한 커브를 그리고 있음을 알 수 있다.
이는, 폴리이미드가 광분해 된 후 발생한 말레이미드기가 특정한 분포로 구성되지 않고 방향성 없이 랜덤하게 구성됨을 의미하며 이는 실제로, 말레이미드기가 배향에 영향을 미치지 않는 물질로 해석된다.
이러한 말레이미드기는 광분해시 광분해 생성물을 만드는 부 반응이 발생할 확률을 높일 수 있으며, 폴리이미드의 분자량을 낮추어 내열특성을 악화시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 이러한 종래의 광배향 방법으로 형성한 배향막을 액정패널에 구성하게 되면, 잔상이 발생하여 표시장치의 신뢰성을 낮추는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 폴리이미드의 광배향 공정시, 광 산화반응물을 최소화 하는 동시에, 폴리이미드의 분자량 감소를 최소화하여 재료의 열적 특성이 낮아지는 것을 방지하기 위한 최적의 공정조건을 제안하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 전술한 최적의 공정조건을 통해 형성된 광 배향막을 사용함으로써, 고화질을 구현하는 액정표시장치를 제작하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배향막 형성방법은 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 전면에 광 배향물질을 도포하여 배향막을 형성하는 단계와 ; 상기 배향막에 자외선을 조사하는 동시에 제 1 베이킹 공정을 포함한 배향공정을 진행하는 단계와; 상기 자외선 조사 및 제 1 베이킹 공정이 진행된 기판에 제 2 베이킹 공정을 진행하는 단계를 포함하며,
상기 광배향물질은 일반식
Figure 112013017667948-pat00001
이며, 사이클로부탄 디언하이드라이드(Cyclobutan dianhydride, CBDA)를 사용한 폴리 이미드 물질인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 광배향물질의 일반식에 기재된 R은 옥시디아닐린(oxydianiline, ODA)을 포함하는 다수의 디아민 또는 무수물 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다. (단, total 산이무수물과 total 디아민은 1:1의 비율임.)
상기 자외선은 0.05 J/㎠ ~ 3J/㎠ 에너지를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 베이킹 공정과 제 2 베이킹 공정은 25℃~230℃범위 내에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 베이킹 공정과 제 2 베이킹 공정 사이에, 배향막의 표면을 세정하는 단계를 더욱 포함하며 이때, 상기 배향막의 표면을 세정하는 단계에서 사용되는 세정액은 이소프로필알코올(IPA)과 같은 유기용매 또는 유기용매와 DI워터의 혼합물, 유기용매의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
상기 배향막을 형성하는 공정은 질소와 같은 비활성(inert)분위기에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 실시예 --
도 6a 내지 도 6c는 배향막을 포함하는 컬러필터 기판의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(100)에 복수의 화소영역(P)을 정의하고, 상기 화소영역(P)이 정의된 기판(100)의 일면에 빛 차단수단인 블랙매트릭스(102)를 형성한다.
상기 블랙매트릭스(102)는 빛샘 영역을 차단하기 위한 것으로, 게이트 배선 및 데이터 배선(도 1의 12,24)이 위치한 영역에 대응하여 구성하게 되며 일반적으로, 상기 화소영역(P)에 대응한 부부분이 개구된 격자 형상으로 구성된다.
다음으로, 상기 블랙매트릭스(102)가 형성된 기판(100)의 전면에 특정 색을 띄는 컬러수지를 도포하고 패턴하는 공정을 반복하여, 상기 복수의 화소 영역(P)에 적색과 녹색과 청색을 띄는 컬러필터(104a~104c)가 순차 구성 되도록 한다.
이때, 상기 컬러필터(104a~104c)는 질서 있게 배열되며 일반적으로, 상,하로 이웃한 화소영역(P)에 동일 컬러필터가 구성되는 스트라이프 형상(stripe type)으로 구성한다.
그런데, 도시한 바와 같이, 색순도 및 전기적 특성을 고려하여 컬러필터의 두께는 컬러별로 동일하게 패턴되지 않기 때문에, 표면이 고르지 못한 특성이 있다.
따라서 도 6b에 도시한 바와 같이, 컬러필터(104a~104c)의 표면을 평탄화 하기 위해 절연성 고분자 수지를 도포하여 평탄화막(106)을 형성한다.
상기 평탄화막(106)의 전면에는 투명한 공통전극(108)을 형성한다. 이때, 컬러필터 기판(100)이 횡전계모드 액정표시장치에 사용 된다면 상기 공통전극(108)을 생략할 수 있다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 평탄화막(106)과 공통 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 배향물질을 도포하여 배향막(110)을 형성하고 광배향 공정을 진행한다.
이때, 상기 배향물질은 CBDA계열 폴리 이미드계 광 배향물질이다.
전술한 광배향 물질에 광배향 공정을 진행하기에 앞서 고려되어야 할 점은 아래와 같다.
첫째, 광분해 반응시 산화반응을 최소화해야 하고 둘째, 빠른 반응공정을 통해 말레이미드기가 다른 공정을 통해 제거되어 역반응이 발생하지 않도록 하는 것이다.
이를 위한 제 1 공정 조건은 배향막을 광 배향하는 공정시, 자외선을 조사하는 공정과 열을 가하는 제 1 베이킹 공정을 동시에 진행하여 광반응과 열가교반응이 동시에 진행되도록 하는 것이다.
이와 같이 하면, CBDA의 광분해시 말레이미드기의 생성을 촉진함과 동시에, 말레이미드기의 네트워크화를 촉진하여 역반응이 일어나는 것을 방지할 수 있다,
또한, 제 2 공정조건으로, 산소 분위기 보다는 질소 분위기에서 광 배향 공정을 진행하는 것이다.
도 7은 질소 분위기와 산소 분위기에서 각각 배향공정이 진행된 배향막의 카르보닐기의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
실제, 파장영역 1700㎝-1인 CBDA링의 카르보닐(carbonyl)기를 모니터링 하면 질소 환경 조사 시료의 그래프(120a)보다 산소 환경 조사시료의 그래프(120b) 폭이 넓어지는 경향이 관찰된다.
이는, 질소 환경에서 보다 많은 산소 환경에서 산화반응이 활발히 일어나고 있음을 알 수 있으며, 이는 원하는 반응에 반하는 부반응임으로 폴리이미드막의 배향특성에 좋지 않은 영향을 미치는 원인이 된다.
따라서, 배향막을 광배향할 경우에는 질소 환경에서 진행하는 것이 좋다.
제 3 공정조건은 기판에 가해지는 자외선의 에너지는 0.05J/㎠ ~ 3J/㎠의 에너지 범위 내에서 조사되는 것이 바람직하다.
도 8은 시간에 따른 자외선 조사량을 그래프로 나타낸 도면이다.
(이때, 고유 흡광영역이 690㎝-1 인 말레이미드기의 이중결합에 대한 결과이다.)
그래프의 x축에 해당하는 시간과, 그래프의 y축에 해당하는 조도(intensity) 의 곱으로 조사된 자외선의 에너지량을 알 수 있으며, 도시한 바와 같이, 시료에 가해진 온도가 각각 170℃, 200℃, 230℃일 때의 그래프를 보면, 자외선의 에너지가 1J/㎠일 때, 말레이미드기의 생성과 열가교반응에 의한 소멸이 평형을 이루고 있음을 알 수 있다.
즉, 대략 1J/㎠ 의 에너지를 가지는 자외선을 일정시간 조사하면 말레이미드기의 생성이 최대가 되고 그 이후에는 말레이미드 생성에 의한 고분자 사슬의 분해로 인한 재료의 물성이 저하되기 때문에 적정 수준의 UV조사가 필요하다.
이때, 바람직하게는 상기 자외선의 조사 에너지 범위는 0.05J/㎠ ~ 3J/㎠ 이다.
제 4 공정조건은 광반응과 열가교반응으로 배향공정을 진행한 후, 포스트 베이킹 공정을 진행하는 것이다.
도 9는 각 온도에 따른 포스트 베이킹 전과 포스트 베이킹 후의 자외선 조사량에 따른 위상차 값의 변동을 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 170℃, 200℃, 230℃로 각각 제 1 베이킹 공정만을 완료한 시료에 비해, 동일한 온도로 제 2 베이킹 공정을 더욱 진행한 배향막의 리타데이션 값(retardation value, 위상차값)이 전체적으로 커지는 경향을 보임을 알 수 있다.
상기 리타데이션 값이 크다는 것은 물질이 이방성 특성이 커짐을 의미하며 즉, 배향막으로서 양호한 특성을 보임을 알 수 있다.
따라서, 광가교 반응과 열가교 반응(제 1 베이킹공정)에 의한 배향공정을 완 료한 후, 제 2 베이킹 공정(post baking 공정)을 진행하면 바람직한 표면 상태를 가지는 배향막을 형성할 수 있다.
실제, 포스트 베이킹 공정이 진행된 박막은 열적특성이 개선되는 결과를 얻을 수 있다.
도 10은 포스트 베이킹 유무에 대한 자외선 조사량에 따른 열적특성을 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 자외선 조사량이 1J/㎠를 기준으로 배향막의 위상차값을 작아지는 경향을 보이나, 각 자외선 조사량 마다 포스트 베이킹(PB) 전,후에 따른 위상차값을 고찰해 보면, 포스트 베이킹을 진행한 배향막의 경우가 위상차 값이 더욱 높게 나타남을 알 수 있다.
이는, 포스트 베이킹 공정을 진행함으로써, 광배향후 반응하지 않고 남아있던 잔류 말레이미드기의 후속반응을 유도하여 말레이미드기를 제거하는 효과가 있음을 알 수 있었다.
이때, 포스트 베이킹시 바람직한 온도 범위는 25℃~230℃인 것을 특징으로 한다.
특히, 전술한 포스트 베이킹 공정 전 단계에서, 기판을 한번 세정하는 단계를 더욱 추가하게 되면 배향막의 표면에 남겨진 부반응 물질이 제거되어 상기 포스트 베이킹 공정 후, 배향막의 표면 특성이 한층 더 개선될 수 있다.
이때, 세정액으로 이소프로필알코올(IPA)을 사용할 수 있으며 이를 통해 세정한 후, DI워터를 통한 마무리 세정과 건조공정이 진행될 수 있다.
이상으로, 전술한 제 1 내지 제 3 공정 조건을 전제하여 광배향물질로 배향막을 형성하게 되면 아래와 같은 결과를 얻을 수 있다.
표 1은 앞선 공정조건에서 형성한 배향막을 포함한 액정표시장치의 블랙휘도 값을 자외선 조사량에 따라 조사한 값이다.
구분 0.8 J/㎠ 1.0 J/㎠ 1.2 J/㎠ 1.5 J/㎠ R/B PI
블랙휘도
(cd/㎡)
1 1.122 1.264 1.005 1.134 1.784
2 1.117 0.976 1.560 1.122 1.654
3 1.204 1.574 1.016 0.986 1.584
4 1.186 1.314 1.230 1.064 1.673
5 1.106 1.122 1.000 1.171 1.594
6 1.125 1,218 1.064 1.027 1.740
편차 0.041 0.201 0.220 0.070 0.101
평균 1.143 1.244 1.146 1.084 1.674
표 (BLU 10000cd/㎡)위의 표 1의 목적은 광 배향공정을 통해 형성된 배향막과 일반적인 러빙공정을 통한 배향막을 포함한 액정표시장치의 블랙휘도를 비교하기 위한 것이다.
이때, 광배향 공정시, 조사되는 자외선의 에너지 범위는 0.8J/㎠ ~ 1.5J/㎠이며 랜덤하게 4개의 시료로 만들고, 각각에 대해 6개의 포인트를 선택하여 조사하였고, 러빙 공정 또한 6개의 포인트를 선택하여 블랙휘도를 조사하였다.
표 1의 결과, 본원 발명의 공정조건에 따라 광배향한 배향막이 구성된 액정패널의 블랙휘도와, 러빙공정(R/B)이 진행된 배향막이 구성된 액정패널의 블랙휘도를 비교한 결과 0.8 J/㎠ ~ 1.5 J/㎠ 자외선 조사범위에서의 블랙휘도는 평균 1.1 이상이고, 러빙공정을 진행하였을 경우의 블랙휘도는 1.6 정도이다.
러빙 공정은 러빙 시 단차부 또는 스크래치에 의해 발생한 결함으로 인해 블랙휘도가 상기와 같이 높아 대비비가 낮아지게 되나, 본원 발명에 따른 광배향막을 사용하면 블랙휘도가 상기 러빙공정시 보다 훨씬 낮아지기 때문에 대비비 특성이 개선되는 장점이 있다.
이하, 본 원 발명에 따른 배향공정의 순서와 조건을 다시한번 정리하면 아래와 같다.
기판에 광배향물질을 도포하여 배향막을 형성하고, 질소 분위기에서 0.05 J/㎠ ~ 3J/㎠ 에너지를 가지는 자외선을 조사함과 동시에 열을 가하여 제 1 베이킹 공정을 진행하여, 광반응과 열가교반응을 통한 배향공정을 진행한다.
다음으로, 상기 제 1 베이킹 공정이 완료된 기판을 세정하고 다시, 25℃~230℃에서 제 2 베이킹 공정을 진행하여 상기 배향공정을 마무리 한다.
이때, 상기 제 1 베이킹 공정 또한 25℃~230℃의 온도범위에서 진행되며, 이는 컬러필터를 기판에 배향막 형성 공정시 평탄화막의 온도특성을 고려한 것으로, 평탄화막의 내열특성이 강화 된다면 상기 베이킹시 온도범위는 더욱 넓어질 수 있다.
본 발명의 공정조건에 따라 광배향막에 광배향공정을 진행하게 되면, 개선된 특성을 가지는 배향막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 광배향 공정이 진행된 배향막이 구성된 액정패널의 블랙휘도를 개선하여 고화질을 구현하는 액정표시장치를 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이러한 광배향 조건은 공정 안정화에 유용하게 작용하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 기판을 준비하는 단계와;
    상기 기판의 전면에 광 배향물질을 도포하여 배향막을 형성하는 단계와 ;
    상기 배향막에 자외선을 조사하는 동시에 제 1 베이킹 공정을 포함한 배향공정을 진행하는 단계와;
    상기 자외선 조사 및 제 1 베이킹 공정이 진행된 기판에 제 2 베이킹 공정을 진행하여 배향공정을 마무리 하는 단계
    를 포함하며, 상기 광 배향물질은 일반식
    Figure 112013017667948-pat00015
    이며, 사이클로부탄 디언하이드라이드(Cyclobutan dianhydride, CBDA)를 사용한 폴리 이미드 물질인 것이 특징인 배향막 형성방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광배향물질의 일반식에 기재된 R은 옥시디아닐린(oxydianiline, ODA)을 포함하는 다수의 디아민 또는 무수물 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.(단 total 산이무수물 : total 디아민 = 1:1)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선은 0.05 J/㎠ ~ 3J/㎠ 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 베이킹 공정과 제 2 베이킹 공정은 25℃~230℃범위 내에서 진행되는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 베이킹 공정과 제 2 베이킹 공정 사이에, 배향막의 표면을 세정하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향막의 표면을 세정하는 단계에서 사용되는 세정액은 이소프로필알코올(IPA)를 포함하는 유기용매와, 유기용매와 DI워터의 혼합물과 유기 용매혼합물 중 선택된 하나 인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향막을 형성하는 공정은 질소 분위기에서 진행되는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10133123B2 (en) 2015-11-02 2018-11-20 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal photo alignment agent and method of manufacturing liquid crystal display using the same

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101662259B1 (ko) * 2008-12-18 2016-10-05 엘지디스플레이 주식회사 편광판 및 이의 제조방법
JP5654228B2 (ja) * 2009-11-13 2015-01-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
JP5522384B2 (ja) * 2010-04-20 2014-06-18 Jsr株式会社 液晶表示素子の製造方法
CN102078854A (zh) * 2010-11-18 2011-06-01 深圳市华星光电技术有限公司 薄膜干燥方法、配向膜干燥方法及显示面板的装造方法
JP5906063B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置およびその製造方法
JP6347917B2 (ja) * 2013-05-27 2018-06-27 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置およびその製造方法
KR20140147354A (ko) 2013-06-19 2014-12-30 삼성디스플레이 주식회사 배향막 형성 방법과 이를 이용한 액정 표시 장치 제조 방법
KR102071632B1 (ko) 2013-09-26 2020-01-31 삼성디스플레이 주식회사 액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102124924B1 (ko) * 2013-12-10 2020-06-22 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN104020608B (zh) * 2014-05-06 2017-05-03 京东方科技集团股份有限公司 显示面板制造方法、显示面板和显示装置
JP6490497B2 (ja) * 2015-06-03 2019-03-27 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
KR101879834B1 (ko) 2015-11-11 2018-07-18 주식회사 엘지화학 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정 표시소자
KR102196880B1 (ko) 2017-11-03 2020-12-30 주식회사 엘지화학 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 배향막
JP6476335B2 (ja) * 2018-05-30 2019-02-27 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000187221A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Sony Corp 液晶素子の製造方法及びその製造装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606726A (ja) * 1983-06-25 1985-01-14 Nissan Chem Ind Ltd 新規ポリイミド樹脂及びその製造法
KR100312150B1 (ko) * 1994-05-17 2001-12-28 마쯔모또 에이찌 액정배향제및액정표시소자
JP3211933B2 (ja) * 1995-09-13 2001-09-25 シャープ株式会社 液晶表示素子の製造方法およびその製造装置
US5807498A (en) * 1996-03-29 1998-09-15 Alliant Techsystems Inc. Process and materials for aligning liquid crystals and liquid crystal optical elements
JP3965759B2 (ja) * 1998-02-19 2007-08-29 チッソ株式会社 紫外線二量化高分子化合物を用いた液晶配向膜、および該配向膜を用いた液晶表示素子
JP2002515617A (ja) 1998-05-18 2002-05-28 エルシコン・インコーポレーテッド 液晶の整列を誘起する方法及び材料、並びに液晶光学素子
US6461019B1 (en) 1998-08-28 2002-10-08 Fiber Optic Designs, Inc. Preferred embodiment to LED light string
JP2002196337A (ja) * 2000-09-06 2002-07-12 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法及び製造装置、並びに液晶パネルの製造方法及び製造装置
KR100937844B1 (ko) 2002-12-27 2010-01-21 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 제조 방법
US7116294B2 (en) 2003-02-07 2006-10-03 Whelen Engineering Company, Inc. LED driver circuits
JP2004311955A (ja) * 2003-03-25 2004-11-04 Sony Corp 超薄型電気光学表示装置の製造方法
KR100746331B1 (ko) 2005-05-02 2007-08-03 한국과학기술원 액정 광배향막 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000187221A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Sony Corp 液晶素子の製造方法及びその製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10133123B2 (en) 2015-11-02 2018-11-20 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal photo alignment agent and method of manufacturing liquid crystal display using the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI363236B (en) 2012-05-01
CN101271229B (zh) 2010-12-15
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CN101271229A (zh) 2008-09-24

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