KR20140146522A - 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 먼저, 배향막을 기판 상에 형성한다. 배향막은 광 분해 물질을 포함하는 액상 폴리이미드를 전구체로 하여 형성된 제1 배향막과 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 전구체로 하여 형성된 제2 배향막으로 분리되어 형성된다. 배향막에 UV광이 조사되며, UV광의 조사에 의해 발생된 분해물은 적어도 2단계 제거 처리에 의해 제거된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해, UV광에 의해 발생된 고분자의 분해물이 제거되어 패널에서의 휘점이 최소화되고 블랙의 휘도가 낮아져 고 명암비의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV(ultraviolet)광을 사용하여 배향 처리된 배향막을 갖는 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display)에 사용되는 배향막에 배향 처리를 하는 방법으로, 러빙(rubbing) 방식과 같은 접촉 방식이 일반적으로 사용되었다. 러빙 방식은 섬유를 배향막에 문지름으로써 배향막의 배향 제어력을 확보하는 방식이다. 한편, 배향막에 배향 처리를 하는 다른 방법으로 비접촉 방식이 있다. 비접촉 방식 중에서는 UV광을 사용한 배향 방식이 주목 받고 있다.
UV광을 이용한 배향 방식은 접촉식 러빙 방식에 의해 발생할 수 있는 스크래치 및 박막 트랜지스터 패턴의 단차에서의 디스클리네이션(disclination) 등에 의한 빛샘을 막을 수 있어, 고 명암비의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. 또한, UV광을 사용한 배향 방식은 접촉식 러빙 방식에 비하여 액정 표시 장치 화면의 대각에서 보다 균일한 시감 특성을 확보할 수 있으므로, UV광을 사용하여 배향 막에 배향 처리를 하려는 노력이 계속되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 액정표시장치용 배향막의 형성 방법(한국특허출원 제2011-0072620호)
IPS(In Plane Switching) 방식의 액정 표시 장치는 액정 분자를 기판과 평행하게 배향하고, 기판과 평행한 면 내에서 액정 분자를 동작시킨다. 따라서, IPS 방식의 액정 표시 장치는 액정 분자가 프리틸트(pre-tilt) 각을 가질 필요가 없기 때문에, 배향막에 UV광을 사용하는 배향 방식이 적용될 수 있다.
UV광을 사용하는 배향 방식은 러빙 방식에 비하여 높은 명암비를 구현할 수 있는 이점이 있으나, AC 잔상이 발생되는 문제가 있다. AC 잔상이란 액정 표시 장치에 특정 패턴을 오랜 시간 동안 표시한 후 다른 화면으로 전환할 경우 액정의 초기 배향 방향이 액정 표시 장치 제조 당시의 방향과 상이하게 되어, 이전에 표시되었던 화면의 영상이 보이게 되는 현상을 의미한다.
UV광을 사용하는 방식으로 배향 처리된 배향막은 러빙 방식으로 배향 처리된 배향막에 비하여 액정 분자를 초기의 배향 방향으로 돌아오게 하는 배향 규제력(anchoring force)이 작아 AC잔상이 발생할 수 있다.
배향막의 배향 규제력을 높여 AC잔상을 감소시키기 위해서는 배향막의 분자량을 높여야 한다. 그러나, 일반적으로 UV광을 사용하는 배향 방식에서 전구체로 사용되는 광 분해 물질을 포함하는 폴리아믹 산(polyamic acid)이나 폴리아믹 산 에스테르(polyamic acid ester)는 소성을 통한 이미드화율이 낮아 배향막의 분자량을 높이는데 어려움이 있었다. 특히, 폴리아믹 산이나 폴리아믹 산 에스테르는 이미드화 반응 시 디아민(diamin)과 디안하이드라이드(dianhydride)로 분해되므로, 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르의 이미드화율은 낮다.
이에 본 발명의 발명자들은 폴리아믹 산이 아닌 이미 이미드화된 액상의 폴리이미드를 사용하면, 배향막의 이미드화율을 높이고, 배향막의 분자량을 높여 배향막의 배향 규제력을 높일 수 있다는 점을 인식하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은 UV광을 폴리이미드에 조사한 후 발생하는 고분자의 분해물을 제거하기 위한 방법도 발명하였다. 본 방법에 따르면, 이미드화된 액상의 폴리이미드를 배향막의 전구체로 사용하는 경우 발생하는 고분자의 분해물이 제거될 수 있어 고 명암비의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
한편, UV광을 사용하는 배향 방식은 액정 표시 장치에 DC 잔상 또한 야기할 수 있다. DC 잔상이란 액정으로의 전압 인가 이후, 배향막의 높은 저항 때문에 잔류 DC의 방전(discharge) 속도가 느려 발생된 잔상을 말한다. 본 발명의 발명자들은 배향막을 이중층으로 형성하고 배향막의 하층의 체적 저항을 낮춤으로써, 배향막에서 보다 빠른 방전을 구현할 수 있다는 점을 인식하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은 이미드화된 액상의 폴리이미드를 배향막의 전구체로 사용하는 경우 배향막을 이중층으로 형성하는데 어려움이 있다는 점을 인식하고, 이미드화된 액상의 폴리이미드를 전구체로 사용하는 경우에도 배향막을 이중층으로 형성하여 배향막의 체적 저항을 낮출 수 있는 방법을 발명하였다.
이에, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 UV광을 사용하는 배향막의 배향 방식에 있어서, 배향막의 배향 규제력을 향상시키는 동시에 배향막의 체적 저항을 낮춰 AC 잔상과 DC 잔상을 동시에 최소화시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
이에, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 UV광을 사용하는 배향 방식에 있어서, UV광 조사 후 발생하는 고분자의 분해물을 제거할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 먼저, 배향막을 기판 상에 형성한다. 배향막은 광 분해 물질을 포함하는 액상 폴리이미드를 전구체로 하여 형성된 제1 배향막과 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 전구체로 하여 형성된 제2 배향막으로 분리되어 형성된다. 배향막에 UV광이 조사되며, UV광의 조사에 의해 발생된 분해물은 적어도 2단계 제거 처리에 의해 제거된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해, 화소에서 휘점이 최소화되고 블랙의 휘도가 낮아져 고 명암비의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 배향막 형성 방법이 제공된다. 먼저, 배향막을 기판 상에 도포하고 건조한다. 배향막의 건조는 광 분해 물질을 포함하는 액상 폴리이미드를 전구체로 하여 형성된 제1 배향막층과 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 전구체로 하여 형성된 제2 배향막층을 기판 상에서 분리시키기 위한 것이다. 배향막에 UV광을 조사하고, 제1 분해물 제거 단계로 배향막의 표면을 팽윤(swelling)하여 UV 광에 의해 발생된 분해물을 제거한다. 또한, 제2 분해물 제거 단계로 배향막을 열처리하여 팽윤된 배향막의 표면을 재조직하고, 분해물의 잔여물을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 의해, 휘점의 발생이 최소화되고 배향막의 분자량 유지되어 배향 규제력이 유지되는 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는 UV광으로 배향 처리된 배향막을 포함하는 액정 표시 장치이다. 액정 표시 장치는 기판, 기판 상에 형성된 배향막을 포함한다. 배향막 상에는 액정층이 형성된다. 배향막은 2개의 층으로 형성되고, 적어도 2단계 제거 처리에 의해 UV광 조사에 의한 분해물이 실질적으로 제거된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 배향막의 배향 규제력이 향상되는 동시에 배향막의 체적 저항이 낮아져 AC 잔상과 DC 잔상을 동시에 최소화된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 배향막의 형성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1c의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 UV광이 조사된 후의 분해물을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 시간에 따른 분해물의 잔류량을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 시간에 따른 표시 품질의 변화를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 물질에 따른 배향막 표면의 휘점 발생량을 설명하기 위한 이미지이다.
도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 물질에 따른 액정 표시 장치 패널의 AC 잔상을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 배향막의 폴리이미드가 UV광에 의해 분해되고 분해물이 세정되는 단계를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 1a에서의 액정 표시 장치의 제조 방법은 배향막의 형성 방법에 관한 것이며, 배향막 외의 구성요소는 제한되지 않고 다양한 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 형성될 수 있다.
먼저, 기판 상에 제1 배향막과 제2 배향막이 분리되도록 배향막을 형성한다(S110). 배향막을 형성하기 위해 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드 및 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(polyamic acid)을 포함하는 전구체 혼합물을 기판 상에 도포하고 건조한다. 전구체 혼합물의 도포는 인쇄 방식 또는 잉크젯(inkjet) 방식으로 수행된다.
광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드의 분자식은 화학식 1로 도시된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서, n은 자연수이고, X는 UV광에 민감한 광 분해 물질로, 바람직하게는 시클로부탄(cyclobutane)이며, Y는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산의 분자식은 화학식 2로 도시된다. 화학식 2는 시클로부탄을 포함하지 않는 폴리아믹 산이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서, X는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기이며, Y는 고리수 1 이상의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
시클로부탄은 아래와 같은 구조를 가진다.
Figure pat00003
여기서, R1, R2, R3, R4 각각은 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 비닐기 (-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸기 (-(CH2)m-C≡CH, m=0~2)로 이루어진 그룹 중 하나 또는 적어도 하나 이상일 수 있다.
방향족 탄화수소기는 아래와 같은 구조를 가진다.
Figure pat00004
여기서, R6, R7, R8, R9 각각은 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 비닐기 (-(CH2)mCH=CH2, m=0~2), 아세틸기 (-(CH2)m-C≡CH, m=0~2)로 이루어진 그룹 중 하나 또는 적어도 하나 이상일 수 있다.
화학식 1의 폴리이미드는 상온에서 액상으로 존재한다. Y가 하나의 방향족 탄화수소기를 가지면 폴리이미드 화합물의 유동성이 떨어져 상온에서 액상으로 존재 하지 않을 수 있다. Y가 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기를 가지면, 폴리이미드 간의 유동성이 증가하여 상온에서도 액상으로 존재할 수 있다.
광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드와 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산이 포함된 혼합물이 기판 상에 도포된다. 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드는 적어도 50%이상의 비율로 혼합된다. 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드의 비율이 높을수록 제1 배향막의 이미드화율이 높아질 수 있으며, 배향막의 분자량 저하를 방지할 수 있고, 액정과의 배향 규제력을 증가시킬 수 있다. 또한, 그 범위로는 적어도 50~80%의 비율로 혼합될 수 있다.
화합물의 중량에 의해 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드와 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산의 전구체 혼합물이 분리되어 이중의 배향막을 형성한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 이중의 배향막의 형성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 1b를 참조하면, 배향막(150)은 제1 배향막(154) 및 제2 배향막(152)을 포함한다.
X가 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기인 폴리아믹 산은 액상의 폴리이미드에 비해 더 높은 중량 평균 분자량을 가지므로, 시간이 경과될수록 기판측으로 이동된다. 한편, 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드는 부유되므로, 자연스럽게 시간이 경과함에 따라 전구체 혼합물은 제1 배향막(154)에서의 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드, 하부 제2 배향막(152)에서의 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산으로 분리된다. Y가 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기인 액상의 폴리이미드는 종래의 짧은 Y를 갖는 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르 전구체에 비하여 중량 평균 분자량이 높다. 따라서, 광 분해 물질을 포함하지 않는 하부의 폴리아믹 산은 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드보다 높은 중량 평균 분자량을 가져야 중량에 의해 광 분해 물질을 포함하는 폴리이미드로부터 분리될 수 있다.
제1 배향막(154)에 액상의 폴리이미드로 제1 배향막(154)이 형성되는 경우, 배향막(150)의 분자량 저하를 최소화할 수 있어, 액정층과의 배향 규제력을 극대화하여, 종래의 러빙 방식에 가깝도록 AC잔상을 감소시킬 수 있다.
제2 배향막(152)은 제1 배향막(154)에 비하여 체적 저항이 더 낮다. 제2 배향막(152)의 체적 저항은 1.0·1014 Ω·cm이하이며, 바람직하게는 1.0·1013 Ω·cm이하이다. 제2 배향막(152)의 체적 저항이 제1 배향막(154)에 비하여 더 낮으므로, 배향막(150)의 방전 속도가 더 빨라진다. 따라서, 액정 표시 장치의 DC 잔상도 감소된다.
제2 배향막(152)은 액상의 폴리이미드와 용이하게 분리되기 위해 X가 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기를 가지며 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산으로 형성되나, 폴리아믹 산의 성분은 네거티브 액정과의 반응으로 인해 신뢰성이 저하될 수 있으므로, 폴리아믹 산에, 폴리아믹 산 에스테르, 폴리이미드가 더 함유될 경우 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 체적 저항이 더 낮아질 수 있으며, 네거티브 액정층을 사용하는 액정 표시 장치에서는 DC 잔상이 더 감소될 수 있는 효과가 있다. 그러나, 과량의 폴리아믹 산 에스테르는 물리적인 막 강도, 접착(adhesion)에 불리하며 과량의 폴리이미드는 공정상 불리한 점이 있으므로 소량의 폴리아믹 산 에스테르가 포함되는 것이 바람직하다. 폴리아믹 산 에스테르 및 폴리이미드는 적어도 80% 이하가 적당하고, 폴리아믹 산과 폴리아믹 산 에스테르 및 폴리이미드는 적어도 80% 이하가 적당하다고 할 수 있다. 또한, 광분해 물질을 포함하지 않는 물질로 폴리아믹 산, 폴리아믹 산 에스테르, 폴리이미드 중 적어도 하나가 포함될 수도 있다.
배향막(150)은 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)으로 구분되어 형성되나, 제1, 제2배향막의 구성성분은 다르나, 제1, 제2배향막을 동시에 형성하므로 그 경계는 명확하게 구분되지 못하고 단계적으로(gradually) 구분된다. 따라서, 일부 제1 배향막(154)의 성분이 제2 배향막(152)에 존재할 수 있으며, 일부 제2 배향막(152)의 성분이 제1 배향막(154)에 존재할 수 있다.
도포된 전구체 혼합물이 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)으로 분리된 후 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)은 열처리되어, 이미드화가 수행된다(S120). 열처리는 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)에 동시에 수행되며 약 200℃의 온도로 수행된다. 제1 배향막(154)이 열처리되는 경우, 액상의 폴리이미드는 물질의 변화 없이 경화된다. 즉, 액상의 폴리이미드는 분자량의 상실 없이 유지된다.
제1 배향막(154)은 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드 외에도 광 분해 물질을 포함하는 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르를 포함할 수 있다. 그러나, 광 분해 물질을 포함하는 폴리아믹 산과 폴리아믹 산 에스테르는 액상의 폴리이미드에 비해 낮은 비율로 첨가된다. 광 분해 물질을 포함하는 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르가 열처리되면 일부는 이미드화되어 폴리이미드가 된다. 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르는 디아민과 디안하이드라이드(dianhydride)의 반응에 의해 얻어지는데 이 반응은 가역적인 반응이다. 따라서, 일부의 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르는 디아민과 디안하이드라이드로 분해된다. 그러나, 전술한 바와 같이 제1 배향막(154)은 이미 이미드화된 액상의 폴리이미드의 비율이 높아 일부의 폴리아믹 산 또는 폴리아믹 산 에스테르가 이미드화되지 않더라도 높은 이미드화율을 가질 수 있다.
제2 배향막(152)의 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산도 이미드화된다. 제2 배향막(152)은 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산 외에도 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산 에스테르 또는 액상의 폴리이미드를 포함할 수 있다. 열처리시 제2 배향막(152)의 일부는 디아민과 산부수물로 분해된다.
그 후, 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)에 UV광을 조사한다(S130). UV광은 약 200 내지 300nm 사이, 바람직하게는 약 254nm 파장의 광일 수 있다. UV광은 배향 방향에 대해 수직으로 편광된 UV광이다. 편광된 UV광에 의해 배향 방향에 수직한 방향의 광 분해 물질이 끊어져 일부의 폴리이미드는 분해된다. UV광에 의한 분해물은 액정에 휘점을 발생하게 하며, 휘점은 액정의 블랙 휘도를 증가시켜 명암비를 저하시키므로, 액정에 결함을 야기한다.
도 1c의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 UV광이 조사된 후의 분해물을 설명하기 위한 개략도들이다. 도 1c의 (a)는 X가 시클로부탄이고, Y가 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기인 폴리이미드를 나타낸다. 도 1c의 (a)에서와 같이 UV광이 폴리이미드에 조사되면, 시클로부탄이 UV광에 반응하여 분해된다. 도 1c의 (b)는 시클로부탄이 분해된 후의 말레이미드(maleimide)를 포함하는 분해물들을 나타낸다. 분해물들은 적어도 하나의 말레이미드를 포함한다. 메인 체인의 길이에 따라 분해물의 분자량은 상이할 수 있다. 도 1c의 (b)에서는 하나의 벤젠고리 또는 Y를 포함하는 분해물은 저분자 분해물로 나타내고, 2 이상의 Y를 포함하는 분해물은 고분자 분해물로 나타낸다. DI 워터 세정이나 열처리로는 고분자 분해물을 제거하기 어려울 수 있다. 그러나, 락테이트 계열의 유기물은 말레이미드를 용해시키므로 저분자 분해물과 고분자 분해물 모두를 제거할 수 있다.
다시 도 1a를 참조하면, UV광에 의한 분해물들은 적어도 2단계의 분해물 제거 단계를 통해 제거된다(S140). 먼저, UV광에 의해 분해된 분해물들은 락테이트 계열의 유기물을 이용한 세정에 의해 제거된다(S142). 락테이트 계열의 유기물은 제1 배향막(154)의 표면을 팽윤(swelling)하여 분해물들을 제거한다. 팽윤이란 표면의 유기물들이 락테이트 계열의 유기물에 의해 용해되지 않고, 락테이트 계열의 유기물이 표면의 유기물 체인 사이에 들어가 부풀어오르는 현상이다.
락테이트 계열의 유기물은 메틸락테이트(methyl lactate), 에틸락테이트(ethyl lactate), n-프로필락테이트(n-propyl Lactate), 또는 n-부틸락테이트(n-butyl Lactate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 락테이트 계열의 유기물은 DI(Deionized) 워터와 혼합하여 사용될 수도 있다. 락테이트 계열의 유기물은 바람직하게는 에틸락테이트이다. 에틸락테이트는 메틸락테이트에 비해 휘발성이 낮고, n-프로필락테이트 또는 n-부틸락테이트에 비해 분자량이 낮아 세정 처리에 더 적합하다.
락테이트 계열의 유기물을 사용한 분해물의 제거는 DI 워터 또는 열을 사용하는 불순물(impurity) 또는 분해물의 통상적인 제거와는 상이하다. 락테이트 계열의 유기물을 사용하면, DI 또는 열을 사용하는 방식에 비해 이온성의 불순물 제거 효과가 월등할 뿐만 아니라, 광 분해 물질의 분해물을 제거하는데 더욱 효과적이다. 락테이트 계열의 유기물은 광 분해 물질을 포함하는 폴리이미드가 분해되어 형성된 말레이미드를 용해하므로, 고분자의 분해물을 제거하는데 보다 효과적이다. 즉, 락테이트 계열의 유기물은 폴리이미드의 메인 체인을 용해시키지 않고 말레이미드를 용해시키므로, UV광에 의한 분해물을 선택적으로 제거할 수 있다. 한편, 제1 배향막(154)을 형성하는데 사용되는 액상의 폴리이미드는 액상의 상태를 갖기 위해 Y가 일반적인 폴리이미드에 비하여 길며, UV광에 의해 발생되는 분해물들의 분자량도 일반적인 폴리이미드의 분해물들에 비해 월등히 높다. 고분자의 분해물은 DI 워터 세정이나 소성만으로는 제거되기 어렵다. 그러나, 락테이트 계열의 유기물은 분해물을 용해시키므로 분해물이 고분자이더라도 제거가 용이하다. 예를 들어, 락테이트 계열의 유기물에 의해 제거가능한 고분자 분해물은 100,000 Da 이상의 중량 평균 분자량을 가진다.
락테이트 계열의 유기물을 사용하여 분해물을 제거하는 것은 샤워 스프레이 세정법, 푸들(puddle) 세정법 또는 디핑(dipping) 세정법이 사용될 수 있다. 샤워 스프레이 세정법은 샤워 스프레이 노즐로부터 유기물을 분사시켜 세정하는 방법으로, 20 내지 60℃에서 10 내지 30ppm의 유량으로 10 내지 100초간 분사함으로써 세정을 수행한다.
락테이트 계열의 유기물은 제1 배향막(154)을 팽윤시키고, 제1 배향막(154)의 고분자의 분해물을 제거한다. 제1 배향막(154)이 팽윤되면 표면 거칠기를 향상시키기 위해 팽윤된 제1 배향막(154)의 표면을 재조직할 필요가 있다.
락테이트 계열의 유기물을 사용하여 분해물을 제거한 후에 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)을 열처리한다(S144). 제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)이 열처리되면서 팽윤된 제1 배향막(154)의 표면이 재조직화되고, UV광에 의한 잔여 분해물이 추가적으로 제거된다.
제1 배향막(154)과 제2 배향막(152)을 열처리하는 단계는 열처리에 의해 팽윤된 제1 배향막(154)의 표면의 재조직이 요구되기 때문에 락테이트 계열의 유기물을 사용하여 분해물을 제거하는 단계 이후에 수행된다. 열처리하는 단계는 200℃에서 1000초 동안 수행된다. 또한, 분해물과 불순물의 제거를 위해 열처리가 단독으로 수행되는 경우, 한시간 이상의 처리 시간이 필요하며, 한시간 이상 배향막을 열처리하더라도, UV광 조사에 의한 고분자 분해물의 제거는 어려울 수 있다. 또한, 배향막에 오랫동안 열처리를 수행하면, 배향막에 황변 현상이 발생하여 액정 표시 장치의 표시 품질이 저하될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서의 열처리는 락테이트 계열의 유기물을 사용하여 고분자 분해물을 제거한 상태에서 수행되기 때문에, 배향막을 짧은 시간 동안만 열처리함으로써, 배향막의 황변 현상을 최소화할 수 있다. 추가적으로, 열처리 후에 배향막의 표면은 DI 워터에 의해 세정될 수도 있다. 열처리 후의 DI 워터에 의한 세정은 락테이트 계열의 유기물 세정과는 순서상 상이하며, 열처리 등에 의해 발생된 불순물 등을 제거하기 위한 세정이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 시간에 따른 분해물의 잔류량을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1d는 UV광에 의해 분해된 초기의 분해물의 양이 100%일 경우, 락테이트 계열의 유기물에 의한 세정 시간에 따른 분해물 잔류량을 측정한 것이다. 분해물 1은 저분자 분해물, 분해물 2는 저분자 분해물과 고분자 분해물의 혼합물, 분해물 3은 고분자 분해물이다.
락테이트 계열의 유기물로 30초 세정한 경우와 40초 세정한 경우 분해물들의 잔류량이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 도 1d에서 세정 시간이 60초인 경우, 분해물의 잔류량이 오히려 늘어나는 것이 도시된다. UV광 조사에 의해 형성된 분해물의 잔류량이 감소할수록, 액정 표시 장치의 표시 품질이 향상되고, 배향막의 일축 정렬성이 향상되어 잔상 개선 효과를 얻을 수 있다.
도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 시간에 따른 표시 품질의 변화를 설명하기 위한 개략도이다. 도 1e는 수직 상/하판 편광판이 위치한 상태에서 액정 표시 장치 패널의 이미지로서, 흑색의 이미지를 반전 시 표시한 것이다. 도 1e를 참조하면, 세정하지 않은 패널의 이미지에는 휘점이 존재하며 30초, 60초 세정된 패널의 이미지에는 휘점이 발견되지 않는다. 200초 세정된 패널의 이미지에는 세정 얼룩이 발생한다.
도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 물질에 따른 배향막 표면의 휘점 발생량을 설명하기 위한 이미지이다. 도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 세정 물질에 따른 액정 표시 장치 패널의 AC 잔상을 설명하기 위한 그래프이다. 이하에서는 도 1f와 도 1g에 도시된 실시예와 비교예들에 대해 설명한다.
실시예 1-1
광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드가 50%이상의 비율로 함유된 혼합물을 기판에 잉크젯 방식으로 도포하고 건조시켜 배향막을 형성하였다. 배향막에 200℃의 온도로 열을 가하여 이미드화하였다. 그 후, 배향막에 약 254nm 파장의 편광 UV광을 조사하였다. 40초 동안 샤워 스프레이 세정법으로 락테이트 계열의 유기물을 세정 물질로 분사시켜 배향막의 표면을 처리하였다.
실시예 1-2
실시예 1에서 배향막의 표면을 락테이트 계열의 유기물로 처리한 후, 1,000초 간 200℃의 열처리를 수행하였다.
비교예 1
편광 UV광을 조사한 후, 세정을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 배향막을 형성하고, UV광을 조사하였다.
비교예 2-1
세정 물질을 준비함에 있어서, IPA(isopropyl alcohol) 및 DI 워터를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 배향막의 표면을 처리하였다.
비교예 2-2
비교예 2-1에서 배향막의 표면을 IPA 및 DI 워터로 처리한 후, 1,000초 간 200℃의 열처리를 수행하였다.
비교예 3
세정 물질을 준비함에 있어서, IPA를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 배향막의 표면을 처리하였다.
비교예 4
세정 물질을 준비함에 있어서, PGMEA(Propylene glycol monomethyl ether acetate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 배향막의 표면을 처리하였다.
도 1f를 참조하면, 실시예 1의 경우 패터닝된 스페이서를 제외하고는 휘점이 나타나지 않는다. 한편, 비교예 2, 3, 4에서는 다수의 휘점이 나타나며, 이러한 휘점은 액정 표시 장치의 블랙의 휘도를 높여 명암비가 낮아지도록 한다.
도 1g는 실시예 및 비교예들에 의해 처리된 배향막을 사용하여 AC잔상이 발생되는 정도, 즉 테스트 패턴을 인가한 후의 액정의 방향 차이를 나타낸 그래프이다. 먼저, 액정의 방향을 측정하고, 테스트 패턴을 120시간동안 인가한 후, 액정의 방향이 변화된 정도를 측정하였다. 실시예 1-2는 0.03도의 차이만을 나타내었으나, 비교예 2-1은 1.2도, 비교예 2-2는 0.2도, 비교예 3, 비교예 4는 각각 0.32도 및 0.54도를 나타내었다. 락테이트 계열의 유기물을 사용하는 경우, 배향막에서의 메인 체인의 물질은 제거되지 않고, UV광에 의한 분해물만이 제거된다. 따라서, 배향막에서 분자량 감소가 적어 배향막에서 배향 규제력이 유지되고 AC 잔상이 감소한다. 또한, 열처리를 추가적으로 수행되면, 추가적으로 분해물이 제거되어 AC 잔상이 더욱 감소한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서 배향막의 폴리이미드가 UV광에 의해 분해되고 분해물이 세정되는 단계를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 2의 (a)는 광 반응 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드(210)와 광 반응 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(220)을 포함하는 전구체 혼합물이 도포되어 배향막(200)을 형성한 상태를 나타낸다. 배향막(200)에는 광 반응 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드(210)와 광 반응 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(220)이 모두 혼재한다. 배향막(200)이 건조되면, 광 반응 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(220)의 분자량이 높으므로, 광 반응 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(220)은 가라앉아 액상의 폴리이미드(210)와 분리된다. 또한, 액상의 폴리이미드(210)는 열처리된다.
도 2의 (b)는 배향 방향에 수직한 편광 방향의 UV광이 조사된 후의 배향막(200)을 나타낸다. 도 2의 (e)를 참조하면, UV장비(270)가 도시된다. 램프(272)에서 발광된 UV광은 램프(272)를 둘러싸는 거울을 통하거나 직접 배향막(200)에 조사된다. UV광은 편광자를 통해 배향막(220)으로 편광된 빛을 조사하게 된다. 편광된 UV광은 약 200nm 내지 300nm 사이, 바람직하게는 약 254nm 파장의 광일 수 있다. 분리된 광 반응 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산(220)은 표시되지 않는다. 폴리이미드(210) 중 편광 방향에 평행하게 형성된 광 분해 물질은 편광된 UV광에 의해 끊어진다. 편광 방향에 수직한 방향의 폴리이미드가 남게 되어 배향막(200)의 이방성을 형성하게 된다. 잔류하는 폴리이미드는 액정층과 접촉시 앵커링(anchoring)을 형성하게 된다. 폴리이미드(210) 중 편광 방향에 평행한 방향의 폴리이미드는 분해물이 된다. 도 2의 (b)에서 편광 방향에 대응되는 방향의 폴리이미드의 분해물들(230, 240, 250)이 도시된다.
도 2의 (c)는 배향막(200)에 락테이트 계열의 유기물을 분사한 후의 상태를 나타낸다. 락테이트 계열의 유기물은 배향막(200)의 표면을 팽윤시키므로, 일시적으로 배향막(200)의 거칠기가 증가하여 배향막(200)의 평균 높이도 높아진다. 배향막(200) 내의 분해물들(230, 240)은 락테이트 계열의 유기물에 의해 용해되어 배향막(200)으로부터 제거된다. 특히, 고분자의 분해물들(230)이 락테이트 계열의 유기물에 의해 제거된다.
도 2의 (d)는 표면 처리된 배향막(200)에 열처리를 가한 후의 상태를 나타낸다. 열처리에 의해 배향막(200)의 표면이 재조직화되어 배향막(200)의 두께가 다시 감소하였으며, 배향막(200)의 두께는 분해물 제거 처리 전의 두께에 대해 적어도 70% 이상으로 유지된다. 한편, 락테이트 계열의 유기물의 세정 온도 및 시간이 증가할수록 배향막 두께의 감소폭이 증가한다. 표시 품질과 잔상 특성을 고려할 때 세정 및 열처리 후의 배향막의 두께와 세정 전의 배향막의 두께의 비는 70% 내지 90% 범위 내여야 배향막의 배향 규제력이 유지된다. 열처리에 의해 잔류하는 분해물들(250)이 제거된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향막(200)에서, 락테이트 계열의 유기물에 의한 세정 및 열처리를 포함하는 적어도 2단계의 분해물 제거 처리에 의해 UV광에 의해 발생된 분해물들(230, 240, 250)이 실질적으로 제거한다. 분해물들(230, 240, 250)이 실질적으로 제거된다는 것은 액정 표시 장치의 패널에서 휘점의 발생이 최소화되고 배향막(200)의 분자량이 유지되는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 발명에 의해 제조된 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(300)에서 기판(311) 상에 게이트 전극(312), 액티브층(314), 소스 전극(316) 및 드레인 전극(317)을 포함하는 스태거드(staggered) 구조의 박막 트랜지스터가 형성된다. 구체적으로, 기판(311) 상에 게이트 전극(312)이 형성되고, 게이트 절연층(313)이 형성되고, 게이트 절연층(313) 상에 액티브층(314)이 형성되고, 소스 전극(316) 및 드레인 전극(317)이 액티브층(314)과 전기적으로 연결된다. 본 명세서에서는 박막 트랜지스터가 스태거드 구조인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 코플래너(coplanar) 구조를 포함한 다양한 구조의 박막 트랜지스터가 사용될 수 있다.
또한, 도 3에서는 박막 트랜지스터가 P-type 박막 트랜지스터인 경우를 가정하여, 화소 전극(320)이 드레인 전극(317)과 연결되는 것으로 설명하였으나, 박막 트랜지스터가 N-type 박막 트랜지스터인 경우에는 화소 전극(320)이 소스 전극(316)에 연결될 수도 있다.
박막 트랜지스터 상에는 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 제1 보호층(315)과 제2 보호층(318)이 형성된다. 제2 보호층(318) 상에 화소 전극(320)이 형성된다. 화소 전극(320)은 제2 보호층(318)의 컨택홀을 통해 드레인 전극(317)과 접한다. 화소 전극(320)을 덮도록 상부 절연층(330)이 형성된다. 상부 절연층(330) 상에는 공통 전극(340)이 형성된다. 상기 제2보호층(318)은 포토아크릴 등의 유기물질로 형성하여 개구율을 증가시키기 위해 사용하는 것으로, 제1보호층(315)은 생략될 수도 있다. 도 3에서는 공통 전극(340)이 화소 전극(320) 상에 있는 IPS방식의 액정 표시 장치(300)가 도시되나, 이에 제한되지 않고 액정 표시 장치(300)는 화소 전극(320)이 공통 전극(340) 상에 위치하는 IPS 방식이나 화소 전극(320)이 공통 전극(340)과 동일 층 상에 형성되는 IPS 방식의 액정 표시 장치일 수 있다. 또한, 상기 공통전극(140)과 화소전극(120)의 형상을 직선상으로 형성하여도 되고, 적어도 하나 이상 굴곡된 형상인 지그재그 형상으로 공통전극(140과 화소전극(120)을 형성하여도 되며, 대향기판의 컬러필터와 블랙 매트릭스도 적어도 하나 이상 굴곡된 형상인 지그재그 형상으로 형성할 수도 있다. 또한, 공통전극이나 화소전극을 판형상(rectangular shape)으로 하고, 공통전극이나 화소전극을 직선 형상 또는 적어도 하나 이상의 굴곡을 가진 형상인 지그재그 형상으로 하여도 된다. 즉, 본 발명에서는 IPS 방식에 적용되는 공통전극이나 화소전극, 컬러필터, 블랙 매트릭스의 형상에 제한되는 것은 아니다. 도 3에서의 액정 표시 장치는 IPS 방식이기 때문에 공통 전극(340)이 기판(311) 측에 형성되고, 대향 기판(390) 측에는 형성되지 않는다.
공통 전극(340) 상에는 액정층(360)의 액정 분자를 배향하기 위한 하부 배향막(350a)이 형성된다. 하부 배향막(350a)은 폴리이미드로 형성되며, 액정층(360)의 액정의 초기 배향을 결정하고 배향 방향을 유지하기 위한 층이다. 하부 배향막(350a)은 액정층(360)에 접하는 제1 배향막(354a)과 제1 배향막(354a)에 접한 제2 배향막(352a)으로 구성된다. 제1 배향막(354a)은 하부 배향막(350a)의 배향 규제력을 높이기 위한 배향막이며, 제2 배향막(352a)은 제1 배향막(354a) 보다 낮은 체적 저항을 가져 액정 표시 장치의 DC잔상을 개선하기 위한 배향막이다. 하부 배향막(350a) 상에는 액정층(360)이 형성된다. 액정층(360)은 포지티브 액정층 또는 네거티브 액정층이다.
도 3을 참조하면, 액정층(360) 사이로 기판(311)에 대향하는 대향 기판(390)이 배치된다. 대향 기판(390)의 아래에는 컬러 필터(380)가 형성되며, 컬러 필터(380)는 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터(380)일 수 있다. 대향 기판(390)의 아래에는 블랙 매트릭스(385)가 형성된다. 블랙 매트릭스(385)는 컬러 필터(380) 사이에 형성되어 컬러 간의 혼색을 막을 수도 있다.
컬러 필터(380) 내측에는 오버 코팅층(370)이 형성되고, 대향 오버 코팅층(370)의 내측에는 상부 배향막(350b)이 형성된다. 상부 배향막(350b)은 액정층(360)에 접하는 제1 배향막(354b)과 제1 배향막(354b)에 접한 제2 배향막(352b)으로 구성된다.
이하에서는, 본 발명의 액정 표시 장치 제조 방법의 다양한 특징들에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 적어도 2단계 제거 처리를 수행하는 단계는, 락테이트(lactate) 계열의 유기물로 세정하는 단계 및 세정하는 단계 후에, 세정된 배향막을 열처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 락테이트 계열의 유기물은 메틸락테이트(methyl lactate), 에틸락테이트(ethyl lactate), n-프로필락테이트(n-propyl Lactate), 또는 n-부틸락테이트(n-butyl Lactate) 중 하나 이상을 포함하는 유기물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 락테이트 계열의 유기물은 분해물 중 100,000 Da 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 분해물을을 제거할 수 있는것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 락테이트 계열의 유기물은 에틸락테이트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 락테이트 계열의 유기물로 세정하는 단계는 스프레이(spray), 디핑(dipping) 또는 푸들(puddle) 중 어느 하나의 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 적어도 2단계 제거 처리를 수행하는 단계 후에, 불순물을 제거하기 위한 DI 워터 세정 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 분해물은 고분자 분해물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고분자 분해물은 100,000 Da 이상의 중량 평균 분자량을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고분자 분해물은 적어도 2 이상의 말레이미드기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액상의 폴리이미드는 이하의 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00005
(여기서 X는 시클로부탄(cyclobutane)이며, Y는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기이며, n은 자연수이다.)
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 배향막을 형성하는 단계는, 기판 상에 50% 이상의 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드와 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 함유하는 전구체 화합물을 도포하는 단계, 액상의 폴리이미드를 포함하는 제1 배향막층, 폴리아믹 산을 포함하는 제2 배향막층으로 분리되도록 전구체 화합물을 건조하는 단계 및 전구체 화합물을 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 폴리아믹 산은 이하의 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Figure pat00006
(여기서 X는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기이며, Y는 고리수 1 이상의 방향족 탄화수소기이며, n은 자연수이다.)
이하에서는, 본 발명의 배향막 형성 방법의 다양한 특징들에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 분해물 제거 단계에서, 배향막의 표면은 락테이트 계열의 유기물로 배향막을 처리함으로써 팽윤되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 분해물 제거 단계는 10 내지 60초 범위의 기간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 분해물 제거 단계는 1,000초 이하 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 분해물 제거 단계 후의 배향막의 두께와 제1 분해물 제거 단계 전의 배향막의 두께의 비는 0.7 내지 0.9 범위내인 것을 특징으로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
152, 352a, 352b : 제2 배향막
154, 354a, 354b : 제1 배향막
210 : 액상의 폴리이미드
220 : 폴리아믹 산
230, 240, 250 : 분해물
300 : 액정 표시 장치
311 : 기판
312 : 게이트 전극
313 : 게이트 절연층
314 : 액티브층
315 : 제1 보호층
316 : 소스 전극
317 : 드레인 전극
318 : 제2 보호층
320 : 화소 전극
330 : 상부 절연층
340 : 공통 전극
150 : 배향막
350a : 하부 배향막
350b : 상부 배향막
360 : 액정층
370 : 오버 코팅층
380 : 컬러 필터
385 : 블랙 매트릭스
390 : 대향 기판

Claims (20)

  1. 배향막을 기판 상에 형성하는 단계;
    상기 배향막에 UV(ultra-violet)광을 조사하는 단계; 및
    상기 UV광을 조사하는 단계에서 발생된 분해물을 제거하기 위한 적어도 2단계 제거 처리를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 배향막을 형성하는 단계는,
    광 분해 물질을 포함하는 액상 폴리이미드를 전구체로 하여 형성된 제1 배향막과 상기 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 전구체로 하여 형성된 제2 배향막이 상기 기판 상에서 분리되도록 상기 배향막을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2단계 제거 처리를 수행하는 단계는,
    락테이트(lactate) 계열의 유기물로 세정하는 단계; 및
    상기 세정하는 단계 후에, 상기 세정된 배향막을 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 락테이트 계열의 유기물은 메틸락테이트(methyl lactate), 에틸락테이트(ethyl lactate), n-프로필락테이트(n-propyl Lactate), 또는 n-부틸락테이트(n-butyl Lactate) 중 하나 이상을 포함하는 유기물인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 락테이트 계열의 유기물은 상기 분해물 중 100,000 Da 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 분해물의 제거가 가능한 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 락테이트 계열의 유기물은 에틸락테이트인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 락테이트 계열의 유기물로 세정하는 단계는 스프레이(spray), 디핑(dipping) 또는 푸들(puddle) 중 어느 하나의 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2단계 제거 처리를 수행하는 단계 후에, 불순물을 제거하기 위한 DI(Deionized) 워터 세정 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분해물은 고분자 분해물인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고분자 분해물은 100,000 Da 이상의 중량 평균 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고분자 분해물은 적어도 2 이상의 말레이미드(maleimide)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액상의 폴리이미드는 이하의 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    (여기서 X는 시클로부탄(cyclobutane)이며, Y는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기이고, n은 자연수이다.)
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배향막을 형성하는 단계는;
    상기 기판 상에 50% 이상의 광 분해 물질을 포함하는 액상의 폴리이미드와 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 함유하는 전구체 화합물을 도포하는 단계;
    상기 액상의 폴리이미드을 포함하는 제1 배향막층, 상기 폴리아믹 산을 포함하는 제2 배향막층으로 분리되도록 상기 전구체 화합물을 건조하는 단계; 및
    상기 전구체 화합물을 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아믹 산은 이하의 화학식 2로 표시된 화합물인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치 제조 방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00008

    (여기서 X는 고리수 2 이상의 방향족 탄화수소기이며, Y는 고리수 1 이상의 방향족 탄화수소기이고, n은 자연수이다.)
  14. 배향막을 기판 상에 도포하고 건조하는 단계;
    상기 배향막에 UV(ultra-violet)광을 조사하는 단계;
    상기 배향막의 표면을 팽윤(swelling)하여 상기 UV 광을 조사하는 단계로부터 발생된 분해물을 제거하는 제1 분해물 제거 단계; 및
    상기 제1 분해물 제거 단계 후에, 상기 배향막을 열처리하여 상기 팽윤된 배향막의 표면을 재조직하고, 상기 분해물의 잔여물을 제거하는 적어도 제2 분해물 제거 단계를 포함하고,
    상기 배향막을 기판 상에 도포하고 건조하는 단계는,
    광 분해 물질을 포함하는 액상 폴리이미드를 전구체로 하여 형성된 제1 배향막층과 상기 광 분해 물질을 포함하지 않는 폴리아믹 산을 전구체로 하여 형성된 제2 배향막층이 상기 기판 상에서 분리되도록 상기 배향막을 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는, 배향막 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 분해물 제거 단계에서, 상기 배향막의 표면은 락테이트 계열의 유기물로 상기 배향막을 처리함으로써 팽윤되는 것을 특징으로 하는, 배향막 형성 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 분해물 제거 단계는 10 내지 60초 범위의 기간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 배향막 형성 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2 분해물 제거 단계는 1,000초 이하 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 배향막 형성 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제2 분해물 제거 단계 후의 상기 배향막의 두께와 상기 제1 분해물 제거 단계 전의 상기 배향막의 두께의 비는 0.7 내지 0.9 범위내인 것을 특징으로 하는, 배향막 형성 방법.
  19. UV(ultra-violet)광으로 배향된 배향막을 포함하는 액정 표시 장치로서,
    기판;
    상기 기판 상에 형성된 상기 배향막; 및
    상기 배향막 상에 형성된 액정층을 포함하고,
    상기 배향막은 2개의 층으로 형성되고, 적어도 2단계 제거 처리에 의해 상기 UV광 조사에 의한 분해물이 실질적으로 제거된 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 2단계 제거 처리는,
    락테이트(lactate) 계열의 유기물에 의한 세정 처리, 및 상기 세정 처리 후의, 상기 세정된 배향막의 열처리를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치.
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