KR20100071625A - Photoalignmental and photocurable composition photo for producing spacer and alignment layer simultaneously, producing method for spacer and alignment layer simultaneously using the same, spacer and alignment layer produced using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스페이서와 배향막을 동시에 형성할 수 있는 광배향성 광경화 조성물, 상기 광배향성 광경화 조성물을 사용하여 스페이서와 배향막을 동시에 형성하는 방법 및 이에 의하여 동시에 형성된 스페이서와 배향막에 관한 것이다. The present invention relates to a photoalignable photocurable composition capable of simultaneously forming a spacer and an alignment layer, a method of simultaneously forming a spacer and an alignment layer using the photoalignable photocurable composition, and a spacer and an alignment layer formed thereby.
일반적으로 액정 (liquid crystal)이란 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비한 액체와 고체의 중간적 성질을 갖는 물질로서, 전계 또는 열에 의해 그 광학적 이방성이 변화될 수 있다. 이러한 성질을 이용한 것이 액정표시소자 (LCD:Liquid Crystal Display)로서, 액정표시소자는 일반적으로 서로 대향하는 제1기판과 제2기판, 그리고 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전압인가에 의해 상기 액정층의 배향방향이 변경되고 그에 따라 빛의 투과도가 조절됨으로써 화상이 재현되게 된다.Generally, a liquid crystal is a material having an intermediate property between a liquid and a solid having both liquidity and optical properties of a crystal, and its optical anisotropy may be changed by an electric field or heat. It is a liquid crystal display (LCD) that uses this property, and the liquid crystal display generally includes a first substrate and a second substrate facing each other, and a liquid crystal layer formed between the substrates, and a voltage By application, the alignment direction of the liquid crystal layer is changed, and thus the light transmittance is adjusted to reproduce the image.
이하, 도면을 참조로 종래의 액정표시소자에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional liquid crystal display device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 액정표시소자의 개략적 단면도이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 액정표시소자는 제1기판(1), 제2기판(3), 및 상기 양 기판(1,3) 사이에 형성된 액정층(5)을 포함하여 구성된다. 도시하지는 않았지만, 상기 제1기판(1) 상에는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되어 있고, 상기 제2기판(3) 상에는 컬러필터 및 공통전극이 형성되어 있다. 그리고, 상기 양 기판(1,3)에는 상기 액정층(5)의 초기배향을 위해서 배향막(7)이 형성되게 된다. 그리고, 상기 양 기판(1.3) 사이에는 액정셀의 셀갭을 유지하기 위해서 스페이서(9)가 형성되어 있다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device. As can be seen in FIG. 1, the conventional liquid crystal display device includes a first substrate 1, a
이와 같은 구조의 액정표시소자의 제조방법을 살펴보면, 우선 제1기판(1) 상에 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하고 그 위에 배향막(7)을 형성한다. 그리고, 제2기판(3) 상에 컬러필터 및 공통전극을 형성하고 그 위에 배향막(7)을 형성한다. 그리고, 상기 제1기판(1) 및 제2기판(3) 중 어느 하나의 기판 상에 스페이서(9)를 형성한다. 그리고, 상기 양 기판(1,3)을 합착하고, 액정(5)을 주입하여 액정표시소자를 완성한다.Referring to the manufacturing method of the liquid crystal display device having such a structure, first, the thin film transistor and the pixel electrode are formed on the first substrate 1, and the alignment layer 7 is formed thereon. Then, the color filter and the common electrode are formed on the
상기 배향막(7)과 상기 스페이서는 별개의 공정에서 만들어졌으며, 상기 배향막은 러빙배향법 또는 광경화법으로 형성하였고, 이러한 배향막이 형성된 후, 상기 스페이서(9)는 구형상의 볼 스페이서를 분사노즐에서 고압으로 산포하여 기판 상에 형성하였다. The alignment layer 7 and the spacer were made in separate processes, and the alignment layer was formed by a rubbing orientation method or a photocuring method. After the alignment layer was formed, the spacer 9 formed a spherical ball spacer at a high pressure in the spray nozzle. Scattered to form a substrate.
배향막 형성을 위한 러빙배향법은 기판 상에 폴리이미드와 같은 유기 고분자를 박막의 형태로 도포한 후, 러빙포가 감겨진 러빙롤을 회전시켜 상기 유기 고분자를 문지름으로써 유기 고분자를 일정방향으로 정렬시키는 방법이다. 유기 고분자가 정렬된 방향으로 액정이 배향되게 되며, 따라서, 러빙롤의 회전방향이 액정의 배향방향이 되는 것이다.In the rubbing orientation method for forming an alignment layer, a method of arranging an organic polymer in a predetermined direction by coating an organic polymer such as polyimide on a substrate in the form of a thin film and then rotating the rubbing roll wound with a rubbing cloth to rub the organic polymer to be. The liquid crystal is aligned in the direction in which the organic polymer is aligned, and therefore, the rotation direction of the rubbing roll becomes the alignment direction of the liquid crystal.
러빙법은 배향막 표면과 액정 간의 강한 앵커링(고정) 에너지를 부여하고 안정한 배향성을 나타내는 특징이 있는 반면, 몇 가지 고려해야 할 사항이 있다. 특히, 고분자 표면에서 러빙의 미세조절은 러빙포 종류, 러빙 세기, 러빙포의 압력 등에 의해 영향을 받는다. 이는 배향의 불균일을 초래할 수 있으며, 특히 대면적 기판에서는 더욱 그러하다. 그 외에, 러빙에 의해 초래되는 정전기는 먼지를 발생시키고, 배향막 표면의 정전기는 배향상태 불량을 유발시킬 수 있으며, 전기 인가시 액정디스플레이의 불량을 가져올 수 있다.While the rubbing method is characterized by imparting strong anchoring (fixed) energy between the surface of the alignment film and the liquid crystal and showing stable orientation, there are some considerations. In particular, the fine control of rubbing on the surface of the polymer is affected by the type of rubbing cloth, rubbing strength, the pressure of the rubbing cloth. This can lead to nonuniformity of orientation, especially with large area substrates. In addition, static electricity caused by rubbing may generate dust, and static electricity on the surface of the alignment layer may cause a bad alignment state, and may cause a poor liquid crystal display upon application of electricity.
상기한 접촉식 러빙 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 새로운 방법의 비접촉식 배향막의 제조에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 비접촉식 배향막의 제조방법으로는 광배향법, 이온빔 배향법, 사방증착 배향법, 리쏘그래피를 이용한 식각법 등이 있다. 이 중 광배향법은 감광성 고분자 사슬의 표면을 편광에 노출시켜 배향성을 부여하는 방법이다. 광배향법은 대면적에 걸쳐 액정의 아주 균일한 배향성을 부여할 수 있고 넓은 범위에서 기본적인 배향특성, 예컨대 광축의 방향, 선 경사각, 앵커링(고정) 에너지 등을 조절할 수 있는 가능성을 부여할 수 있다. 이러한 광배향법에는 감광성 고분자가 사용된다. 감광성 고분자는 일반적으로 광 및 방사선 에너지의 작용으로 물리적, 화학적 변화가 일어나는 고분자 조성물 또는 광조사에 의하여 고분자 물질로 형성되는 화합물의 조성물계를 지칭한다. 감광성 고분자는 대표적인 기능성 고분자 재료로서 이러한 고분자들은 편광된 광조사에 의해 광이성화나 광가교화 등의 반응이 비등방적으로 일어나고, 이에 의해 고분자 표면에 이방성이 생성되어 액정을 한 방향으로 배열시키게 된다. 감광성 고분자를 이용하면 미세정밀가공이 가능하고, 종래의 열에 의한 작업(열반응)보다 상당한 에너지 및 원료의 절감이 이루어지고 작은 설치 공간에서 작업을 깨끗이 신속, 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 광배향법의 경우에도 스페이서와 별도의 공정으로 만들어질 경우, 스페이서의 벽면에서는 액정의 배향이 변화하여 화면에서 불량이 생길 수 있는 문제점이 있었다. In order to solve the problems of the above-described contact rubbing method, research on the manufacture of a non-contact alignment film of a new method has been actively conducted in recent years. As a method for producing a non-contact alignment film, there are a photo-alignment method, an ion beam alignment method, a four-sided deposition orientation method, and an etching method using lithography. Among them, the photo-alignment method is a method of imparting orientation by exposing the surface of the photosensitive polymer chain to polarized light. The photo-alignment method can give a very uniform alignment of the liquid crystal over a large area and give the possibility to adjust the basic alignment characteristics, such as the direction of the optical axis, the angle of inclination of the optical axis, the anchoring energy (fixed) energy, etc. over a wide range . In such a photoalignment method, a photosensitive polymer is used. The photosensitive polymer generally refers to a polymer composition in which physical and chemical changes occur under the action of light and radiation energy or a composition system of a compound formed of a polymer material by light irradiation. Photosensitive polymers are typical functional polymer materials, and these polymers are anisotropically reacted by photoisomerization or photocrosslinking by polarized light irradiation, whereby anisotropy is generated on the surface of the polymer to arrange liquid crystals in one direction. The use of the photosensitive polymer enables fine precision processing, significantly reducing energy and raw materials compared to conventional thermal work (thermal reaction), and has the advantage of performing work quickly and accurately in a small installation space. However, even in the case of the photo-alignment method, when the process is made in a separate process from the spacer, there is a problem that the orientation of the liquid crystal changes on the wall surface of the spacer may cause a defect on the screen.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스페이서와 배향막을 동시에 제조할 수 있는 광이방성을 나타내는 광반응기를 갖는 광배향형 고분자와 양말단에 광중합 가능한 반응기를 갖는 올리고머를 혼합한 광배향 광중합 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an oligomer having a photo-aligned polymer having a photoreactor exhibiting optical anisotropy capable of simultaneously producing a spacer and an alignment layer and a reactor capable of photopolymerization at the sock end It is providing the mixed photo-alignment photopolymerization composition.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스페이서와 배향막을 동시에 제조할 수 있는 조성물을 사용하여 스페이서 및 배향막을 동시에 형성하는 방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 스페이서 및 배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method of simultaneously forming a spacer and an alignment film using a composition capable of simultaneously producing the spacer and an alignment film, and a liquid crystal display device having the spacer and the alignment film produced by the method.
본 발명은 스페이서와 배향막을 동시에 제조할 수 있는 광이방성을 나타내는 광반응기를 갖는 광배향형 고분자와 양말단에 광중합 가능한 반응기를 갖는 올리고머를 혼합한 광배향 광중합 조성물, 상기 조성물을 이용하여 스페이서와 배향막을 동시에 제조할 수 있는 방법 및 이에 의하여 동시에 제조된 스페이서와 배향막, 이를 포함하는 액정소자를 제공한다. The present invention provides a photo-alignment photopolymer composition comprising a photo-alignment polymer having a photoreactor exhibiting optical anisotropy capable of simultaneously producing a spacer and an alignment film, and an oligomer having a photopolymerizable reactor at the sock end. The present invention provides a method capable of simultaneously producing a spacer and an alignment layer, and a liquid crystal device comprising the same, thereby.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 스페이서와 배향막을 동시에 제조할 수 있는 광배향 광경화성 수지 조성물은 광이량화 (photodimerization)에 의해 광배향을 나타내는 작용기를 갖는 광배향성 고분자와 광조사에 의하여 내부에 존재하는 이중 결합 부분에서 광이량화(photodimerization)가 발생할 수 있는 작용기를 지닌 올리고머를 혼합하여 제 조된다. The photoalignment photocurable resin composition capable of simultaneously producing the spacer and the alignment layer of the present invention is a photoalignment polymer having a functional group exhibiting photoalignment by photodimerization and a double bond portion present therein by light irradiation. It is prepared by mixing oligomers with functional groups that can cause photodimerization.
이때 상기 광배향성 고분자와 올리고머는 동일한 광반응기를 가지는 것이 바람직하며, 이러한 광반응기에는 시나메이트계, 쿠마린계, 칼콘계, 말레이미드계 등이 포함될 수 있으며, 구체적으로 상기 광경화 고분자로는 폴리비닐 신나메이트(polyvinyl cinnamate: 이하 PVCN)과 폴리비닐 메톡시신나메이트(polyvinyl methoxycinnamate: 이하 PVMC) 등의 신나메이트계 고분자가 주로 사용된다. In this case, it is preferable that the photo-alignment polymer and the oligomer have the same photoreactor, and the photoreactor may include cinnamate-based, coumarin-based, chalcone-based, maleimide-based, and the like. Cinnamate-based polymers such as cinnamate (PVCN) and polyvinyl methoxycinnamate (PVMC) are mainly used.
상기 내부에 존재하는 이중 결합 부분에서 광이량화 (photodimerization)가 발생할 수 있는 작용기를 지닌 올리고머는 탄소수 4개 내지 20개의 양 말단의 수산화기에 광경화성 작용기를 결합하여 제조되며, 상기 광배향성 고분자와 혼합된 조성물의 전체 질량에 대해 3 ~ 20 wt%, 바람직하게는 5 ~ 10 wt% 로 혼합된다. 5 wt% 보다 작을 때는 표면에서 광배향 효과가 미미하며, 10 wt% 이상이 되며 사용되는 올리고머가 자체 결정을 생성하여 액정 배향이 왜곡 될 수 있기 때문이다. The oligomer having a functional group capable of generating photodimerization in the double bond portion present in the interior is prepared by combining a photocurable functional group with hydroxyl groups of 4 to 20 carbon atoms, and mixed with the photoalignable polymer. 3 to 20 wt%, preferably 5 to 10 wt%, relative to the total mass of the composition. When it is less than 5 wt%, the photo-alignment effect is negligible on the surface, it becomes more than 10 wt%, and the oligomer used may generate its own crystal, which may distort the liquid crystal alignment.
본 발명의 상기 광경화성 수지 조성물을 사용하여 스페이서. 배향막을 동시에 제조하는 방법은 적어도 이하의 공정을 이하에 기재된 순서대로 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이서와 배향막을 동시에 형성하기 위한 형성 방법에 의해서 달성된다.A spacer using the photocurable resin composition of the present invention. The method of simultaneously producing an alignment film is achieved by a formation method for simultaneously forming a spacer and an alignment film, which comprises at least the following steps in the order described below.
(가) 상기 광경화성 수지 조성물의 피막을 기판 상에 형성하는 공정,(A) forming a film of the photocurable resin composition on a substrate;
(나) PDMS 스탬프를 이용하여 스페이서 및 배향막의 형상을 전사하는 공정(B) transferring the shape of the spacer and the alignment layer using a PDMS stamp;
(다) 스페이서 형상을 갖는 상기 조성물의 피막에 편광 자외선을 조사하여, 광반응을 유도하여 스페이서 형상을 갖는 배향막을 경화하는 공정(C) Process of irradiating polarizing ultraviolet-ray to the film of the said composition which has a spacer shape, inducing photoreaction, and hardening an oriented film which has a spacer shape
이하에서는 도 2를 참조하여 상기 각 공정에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, each process will be described in detail with reference to FIG. 2.
(가) 상기 광배향 광경화성 수지 조성물의 피막을 기판 상에 형성하는 공정(A) process of forming the film of said photo-alignment photocurable resin composition on a board | substrate
투명 기판의 한 면에 투명 도전막을 형성하고, 상기 투명 도전막 상에 상기 광경화성 수지 조성물을, 바람직하게는 조성물 용액으로 도포한 후, 도포면을 가열(예비 베이킹)함으로써, 피막을 형성한다.A transparent conductive film is formed on one surface of a transparent substrate, and after apply | coating the said photocurable resin composition on a said transparent conductive film with a composition solution, Preferably, a coating film is formed by heating (prebaking).
스페이서의 형성에 사용되는 투명 기판으로는, 예를 들면 유리 기판, 수지 기판 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 소다석회 유리, 무알칼리 유리 등의 유리 기판; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리카르보네이트, 폴리이미드 등의 플라스틱을 포함하는 수지 기판을 들 수 있다.투명 기판의 한 면에 설치되는 투명 도전막으로는, 산화주석(SnO2)을 포함하는 NESA막(미국 PPG사 등록상표), 산화인듐-산화주석(In2O3-SnO2)을 포함하는 ITO막 등을 사용할 수 있다.As a transparent substrate used for formation of a spacer, a glass substrate, a resin substrate, etc. are mentioned, for example, Glass substrates, such as soda-lime glass and an alkali free glass; And resin substrates containing plastics such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, polyimide, and the like. As the transparent conductive film provided on one side of the transparent substrate, tin oxide An NESA film (registered trademark of US PPG Co., Ltd.) containing (SnO 2), an ITO film containing indium tin oxide (In 2 O 3-SnO 2), or the like can be used.
상기 본 발명의 광배향 광경화성 수지 조성물을 유기 용매에 1∼20 중량%, 1 ∼100cps의 점도로 용해시켜 기판상에 10∼500nm의 두께로 도포하여 막을 형성한다. 상기 유기 용매로는, 클로로벤젠(chlorobenzene), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈(NEP), N,N-디메틸이미다졸리디논(DMI), N,N-디프로필이미다졸리디논(DPI), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸술폭시드(DMSO), 시클로펜타논, 시클로헥사논, 디클로로에탄, 부틸셀루솔브(butylcellusolve), 감마부티로락톤(γ-butyrolactone) 및 테트라히드로푸란(THF) 등이 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.The photo-alignment photocurable resin composition of the present invention is dissolved in an organic solvent at a viscosity of 1 to 20% by weight and 1 to 100 cps, and applied to a substrate with a thickness of 10 to 500 nm to form a film. The organic solvent may be chlorobenzene, N-methylpyrrolidone (NMP), N-ethylpyrrolidone (NEP), N, N-dimethylimidazolidinone (DMI), N, N-di Propylimidazolidinone (DPI), Dimethylformamide (DMF), Dimethylacetamide (DMAc), Dimethylsulphoxide (DMSO), Cyclopentanone, Cyclohexanone, Dichloroethane, Butylcellusolve, Gammabuti Rolactone (γ-butyrolactone) and tetrahydrofuran (THF) and the like may be used alone or in combination.
본 발명의 감광성 수지 조성물의 피막을 형성하는 방법으로는, 예를 들면 분무법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿 다이 도포법, 바 도포법, 잉크젯 도포법 등의 적절한 방법을 채용할 수 있고, 특히 스핀 코팅법, 슬릿 다이 도포법이 바람직하다.As a method of forming the film of the photosensitive resin composition of this invention, suitable methods, such as the spray method, the roll coating method, the spin coating method (spin coating method), the slit die coating method, the bar coating method, the inkjet coating method, are mentioned, for example. It can employ | adopt, and spin coating method and the slit die coating method are especially preferable.
(나) 공정 (B) process
본 발명에서는 탄성 중합체 재질의 스탬프의 물리적 접촉을 이용하는 소프트 리소그래피(soft Lithography) 기법을 사용하며, 스페이서 패턴이 디자인된 마스터를 이용하여 상기 (가)공정에서 만들어진 피막에 스페이서를 패터닝한다. 상기 (가) 공정에서 형성된 피막 상에 마스터를 대응시키고, 마스터에 균일한 힘을 가하면 상기 피막에 스페이서 패턴이 형성된다. In the present invention, a soft lithography technique using physical contact of an elastomeric stamp is used, and the spacer is patterned on the film formed in step (a) by using a master designed with a spacer pattern. When the master is applied to the film formed in the step (A) and a uniform force is applied to the master, a spacer pattern is formed on the film.
상기 마스터는 광 투과 특성이 좋은 재질, 예를 들어 자외선의 투과 특성이 좋은 폴리디메틸실리옥산(Polydimethyl silioxane)으로 제작할 수 있다. 마스터의 패턴 디자인은 상기 피막에 형성될 스페이서의 디자인과 반대 형상으로 형성된다. 구체적으로, 마스터 요 형상과, 스페이서 철 형상이 대응된다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터를 나타내는 도면이다. The master may be made of a material having good light transmitting properties, for example, polydimethyl silioxane having good light transmitting properties. The pattern design of the master is formed in a shape opposite to that of the spacer to be formed on the film. Specifically, the master yaw shape and the spacer convex shape correspond. 3 is a view showing a master according to an embodiment of the present invention.
(다) 공정(C) process
상기 (나)공정에서 제조된 마스터와 결합된 상기 피막에, 마스터와 결합된 상태에서 광을 조사하면 스페이서 형상이 패턴된 피막은 완전히 경화되고 광배향되며, 이후 마스터를 상기 피막으로부터 분리시킨다. 이에 따라, 기판 상에 스페이서 패턴이 형성된다. When the film bonded to the master prepared in the step (b) is irradiated with light in a state of being combined with the master, the film patterned with the spacer shape is completely cured and photo-aligned, and then the master is separated from the film. As a result, a spacer pattern is formed on the substrate.
상기 광조사에 의해 올리고머 내에 존재하는 광중합 치환기가 광중합반응을 일으켜서 가교(cross-link)된 고분자 막을 형성함과 동시에 마찬가지로 상기 광이방성을 나타내는 광반응기를 갖는 광배향형 고분자 내에 포함된 아조벤젠, 쿠마린, 찰콘 또는 시나메이트 등의 광반응기가 광이방성을 나타내어 광배향 기능을 발현하게 된다.The photopolymerization substituents present in the oligomer by the light irradiation cause a photopolymerization reaction to form a cross-linked polymer film, and at the same time, azobenzene, coumarin, Photoreactors such as chalcone or cinnamate exhibit photoisotropy to express photoalignment function.
조사광은 특별한 제한이 없으나, 자외선(UV)이 바람직하다. 또한, 광조사 방법 역시 특별히 한정하지 않으나, 편광자를 사용하여 선형 편광시킨 자외선 또는 편광자를 이용하지 않은 비편광된 자외선을 경사조사 또는 수직 조사할 수 있다.Irradiation light is not particularly limited, but ultraviolet (UV) light is preferred. In addition, the light irradiation method is also not particularly limited, but may be inclined irradiation or vertical irradiation of ultraviolet rays linearly polarized using a polarizer or unpolarized ultraviolet rays not using a polarizer.
기존의 스페이서와 배향막을 개별 공정으로 각각 형성하던 제조 방법과 달리, 본 발명에 따르면 스페이서 패턴은 별도의 제조 공정에 의하지 않고, 광조사에 의한 배향막을 형성하는 공정에서 동시에 임프린팅하여 형성할 수 있어 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 원가를 절감할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.Unlike the conventional manufacturing method of forming the spacer and the alignment layer in a separate process, according to the present invention, the spacer pattern can be formed by imprinting at the same time in the process of forming the alignment layer by light irradiation, not by a separate manufacturing process The manufacturing process can be simplified, and the cost can be reduced, thereby improving productivity.
특히, 열 처리 공정을 거치지 않고, 피막이 형성된 기판에 광을 조사하여 경화시켜 배향막 및 스페이서 패턴을 형성함으로써, 상기 열에 의한 상기 플라스틱으로 이루어진 기판의 손상을 최소화할 수 있어 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In particular, by irradiating and curing the substrate on which the film is formed without undergoing a heat treatment process to form an alignment layer and a spacer pattern, damage of the plastic substrate due to the heat can be minimized, thereby improving reliability of the manufacturing process. have.
이하, 실시예를 들어 본 발명의 실시의 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment is given and embodiment of this invention is described more concretely.
<합성예 1>Synthesis Example 1
부탄디올이 용해된 테트라하이드로퓨란을 둥근 반응기에 넣고 질소 퍼징을 통하여 질소 분위기를 유지한 상태에서 테트라하이드로 퓨란에 용해시킨 시나모일 클로라이드 (cinnamoyl chloride)를 15분간 적하시킨다. 이 때 부탄디올과 시나모 일 클로라이드의 몰비는 2:3이 되도록 하고 40oC온도를 유지하며 24시간 교반하며 반응을 진행한다. 발생하는 염산 부산물을 제거하기 위해 반응용액에는 투입되는 시나모일 클로라이드와 동일한 몰비의 테트라에틸아민을 포함시킨다. 반응이 완료된 후 증류수와 메탄올을 이용하여 침전과 세척반응을 3회 수행하고 진공건조를 1일간 수행하여 불순물과 미반응을 완전히 제거한다. 이 때 제조된어진 것은 광경화성 올리고머이다. Put tetrahydrofuran in which butanediol was dissolved in a round reactor, and cinnamoyl chloride dissolved in tetrahydrofuran was added dropwise for 15 minutes while maintaining a nitrogen atmosphere through nitrogen purging. At this time, the molar ratio of butanediol and cinnamoyl chloride is 2: 3, and the reaction is carried out with stirring at a temperature of 40 ° C. for 24 hours. To remove hydrochloric acid by-products, the reaction solution contains the same molar ratio of tetraethylamine as the cinnamoyl chloride added. After the reaction was completed, three times of precipitation and washing reaction were performed using distilled water and methanol, and vacuum drying was performed for one day to completely remove impurities and unreacted reaction. What was produced at this time was a photocurable oligomer.
<합성예 2>Synthesis Example 2
부탄디올 대신 헥산디올을 사용한 것 이외에는 합성예 1과 동일하다. It is the same as that of the synthesis example 1 except having used hexanediol instead of butanediol.
<< 합성예Synthetic example 3> 3>
부탄디올 대신 도데칸디올을 사용한 것 이외에는 합성예 1과 동일하다. It is the same as that of the synthesis example 1 except having used dodecanediol instead of butanediol.
<실시예 1>≪ Example 1 >
상기 합성예 1에서 제조된 광경화성 올리고머를 폴리비닐시나메이트와 블랜드를 하는데 이 때 블랜드의 함량비는 전체를 100으로 할 때 광경화성 올리고머의 질량을 10이 되게 한다. 블랜드를 테트라하이드로 퓨란에 용해시켜 10% 농도의 용액을 제조하고 이를 기판위에 적하한후 550 rpm으로 45초간 스핀 코팅을 수행한다. 상부의 온도가 40oC 핫플레이트 위에서 1시간동안 베이크하며 테트라하이드로퓨란을 건조시킨다. 1시간 후 스페이서 형상을 보유하는 PDMS 스템프에 에탄올을 적신후 15분동안 코팅면에 올려주고 약하게 압력을 가하여 15분가 패탄을 전사한 후 PDMS 스템프를 제거한다. 이후 편광된 자외선을 조사하여 스페이서에서의 광경화 반응과 표면에서 광배향반응을 유도하여 동일재료를 활용하여 한번의 편광된 자외선 조사를 통하여 동시에 기계적 강도를 지닌 스페이서와 표면에 액정배향성을 나타내는 배향막을 제조한다. The photocurable oligomer prepared in Synthesis Example 1 is blended with polyvinyl cinnamate, wherein the content ratio of the blend is 100 to make the mass of the photocurable oligomer 10. The blend was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a 10% solution, which was added dropwise onto the substrate, followed by spin coating at 550 rpm for 45 seconds. Bake for 1 hour on top of a 40 ° C. hotplate and dry tetrahydrofuran. After 1 hour, ethanol was soaked in the PDMS stamp having the spacer shape and placed on the coating surface for 15 minutes, and the pressure was gently applied to transfer the 15-minute shell, and then the PDMS stamp was removed. After irradiating the polarized UV light, the photocuring reaction on the spacer and the photo-alignment reaction are induced on the surface. By using the same material, the polarizer and the alignment layer exhibiting liquid crystal orientation on the surface have mechanical strength at the same time. Manufacture.
<실시예 2> <Example 2>
합성예 2에서 제조된 광경화성 올리고머를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다. It is the same as Example 1 except having used the photocurable oligomer manufactured by the synthesis example 2.
<실시예 3> <Example 3>
합성예 3에서 제조된 광경화성 올리고머를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다. It is the same as Example 1 except using the photocurable oligomer manufactured by the synthesis example 3.
<비교예 1>Comparative Example 1
실시예 1에서 광경화성 고분자와 광경화성 올리고머의 블랜드 전체 함량을 질량비로 100이라 할 때 광경화성 올리고머의 함량을 20으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다. In Example 1, when the total content of the blend of the photocurable polymer and the photocurable oligomer is 100 in mass ratio, the content of the photocurable oligomer is set to 20, which is the same as in Example 1.
이때는 베이크 후 광경화성 올리고머가 부분적으로 결정을 이루어 표면에 부 분마다 결정이 존재하여 액정배향이 왜곡되는 특성을 나타내었다. In this case, the photocurable oligomer was partially crystallized after baking, and crystals were present on the surface of each part to distort the liquid crystal alignment.
도 1은 종래의 액정표시소자의 개략적 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 이용해 한번의 스페이서와 광배향막을 동시에 제조하는 과정의 개략도이다. 2 is a schematic diagram of a process of simultaneously manufacturing one spacer and a photoalignment film using the composition according to an embodiment of the present invention.
도 3은 스페이서를 제조하기 위해 사용된 패턴화된 PDMS 스템프 이미지.3 is a patterned PDMS stamp image used to make a spacer.
도 4는 상기 실시예 1에 방법에서 PDMS 스템프를 적용해 둥근 스페이서를 제조한 후의 SEM 사진.Figure 4 is a SEM photograph after the PDMS stamp in the method of Example 1 to prepare a round spacer.
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