[go: up one dir, main page]

KR20150130801A - L c d with controllable surface anchoring energy and method for fabricating l c d, and manufacturing device for l c d - Google Patents

L c d with controllable surface anchoring energy and method for fabricating l c d, and manufacturing device for l c d Download PDF

Info

Publication number
KR20150130801A
KR20150130801A KR1020140057869A KR20140057869A KR20150130801A KR 20150130801 A KR20150130801 A KR 20150130801A KR 1020140057869 A KR1020140057869 A KR 1020140057869A KR 20140057869 A KR20140057869 A KR 20140057869A KR 20150130801 A KR20150130801 A KR 20150130801A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wavelength band
liquid crystal
substrate
photoinitiator
irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020140057869A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101666550B1 (en
Inventor
이기동
문병준
조정호
박기웅
백승민
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아대학교 산학협력단 filed Critical 동아대학교 산학협력단
Priority to KR1020140057869A priority Critical patent/KR101666550B1/en
Priority to PCT/KR2014/005112 priority patent/WO2015174573A1/en
Publication of KR20150130801A publication Critical patent/KR20150130801A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101666550B1 publication Critical patent/KR101666550B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

본 발명은 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치에 관한 것으로, 제 1 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 1 표면고정에너지 제어 혼합층;제 2 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 2 표면고정에너지 제어 혼합층;서로 대향되는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하는 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy by mixing a photo alignment and an RM (Reactive Mesogen) and inducing polymerization and reaction of RM by only the UV wavelength, and (Reactive Mesogen) and a photoinitiator are mixed on a first substrate, a light is radiated by UV irradiation in a first wavelength band, and a second wavelength band A first surface-anchoring energy control mixed layer in which a polymer network is formed by UV irradiation of the first wavelength band and surface fixing energy is controlled, a light control agent, a RM (Reactive Mesogen) and a photoinitiator are mixed on a second substrate, A second surface fixed energy in which a polymer network is formed by UV irradiation in the second wavelength band and surface fixing energy is controlled, And a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate facing each other.

Description

표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치{LCD with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating LCD, and Manufacturing device for LCD}Technical Field [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device, a method of manufacturing the same,

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 구체적으로 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of mixing a photo alignment and a RM (Reactive Mesogen) to induce orientation and RM polymerization reaction at only UV wavelengths, A liquid crystal display device capable of energy control, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus therefor.

일반적으로 액정디스플레이는 일정하게 배향된 분자를 갖는 액정층을 포함하고 이와 같은 액정을 배향시키기 위한 액정 배향막은 중합체 물질로부터 형성된다. Generally, a liquid crystal display comprises a liquid crystal layer having molecules oriented in a uniform direction, and a liquid crystal alignment film for orienting such liquid crystal is formed from a polymer material.

상기 중합체 물질은 액정배향막을 형성하기 위해 투명 전극과 같은 기재상에 코팅되는 것으로, 일반적으로 액정배향막은 러빙 공정, 즉 나일론 또는 레이온과 같은 러빙 섬유를 중합체 막과 마찰시켜 제조할 수 있다.The polymer material is coated on a substrate such as a transparent electrode to form a liquid crystal alignment film. In general, a liquid crystal alignment film can be produced by rubbing a rubbing process, that is, rubbing fibers such as nylon or rayon with a polymer film.

이와 관련된 종래 기술을 살펴보면 액정표시패널의 응답속도를 개선하고자 Reactive Mesogen (RM)을 이용하여 표면고정에너지를 증가시키는 연구가 활발하다.In order to improve the response speed of a liquid crystal display panel, studies have been actively conducted to increase the surface fixing energy using Reactive Mesogen (RM).

특히, 도 1에서와 같이, Polyimide(PI)와 RM의 혼합물을 기판위에 배향하는 방법과 도 2에서와 같이, PI와 RM을 각각 적층하는 방법은 표면고정에너지를 증가시키는 대표적인 방법이다.In particular, as shown in FIG. 1, a method of orienting a mixture of polyimide (PI) and RM on a substrate and a method of laminating PI and RM, respectively, as shown in FIG.

하지만, 두 방법은 배향처리 시, 러빙 공정을 이용해야하는 공통점이 있다. However, both of these methods have a common point in using a rubbing process in alignment treatment.

러빙 공정은 천이나 섬유질로 직접적인 마찰로 배향을 유도하는 방식이며 먼지나 정전기가 발생하여 액정표시장치의 전기광학적 특성의 손실을 유발시킨다.The rubbing process induces orientation by direct friction with cloth or fiber, and dust or static electricity is generated, which causes loss of electro-optical characteristics of the liquid crystal display device.

따라서, 액정배향의 전통적인 러빙 방법이 갖는 일부 주요한 단점 및 한계 때문에 실용적인 대체기술에 관한 관심이 증가 되고 있다.Therefore, there is an increasing interest in practical alternative techniques due to some major drawbacks and limitations of the conventional rubbing method of liquid crystal alignment.

최근에는 이러한 문제점을 보완하기 위해서 광배향법을 이용한 배향공정이 이루어지고 있다.In recent years, an alignment process using a photo alignment method has been performed to overcome this problem.

따라서, 광배향제를 적용하여 표면고정에너지 개선을 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a technique for improving surface fixing energy by applying a light distribution agent.

대한민국 공개특허번호 제10-2009-0050099호Korean Patent Publication No. 10-2009-0050099 대한민국 공개특허번호 제10-2013-0119589호Korean Patent Publication No. 10-2013-0119589

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 액정표시장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention solves the problem of such a conventional liquid crystal display device, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device in which the photo alignment and the RM (Reactive Mesogen) are mixed, And a method of manufacturing the liquid crystal display device, and a manufacturing apparatus therefor.

본 발명은 광배향제 및 RM+광개시제가 갖는 UV 반응파장의 범위가 겹치지 않는 것을 이용하여 각 재료에 반응하는 UV를 조사하여 광배향 및 고분자 네트워크 형성이 가능하도록 하여 제조 공정의 효율성,재현성을 높여 용이한 공정으로 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention makes it possible to form a photo-alignment and a polymer network by irradiating UVs that react with each material by using the fact that the ranges of the UV reaction wavelengths of the photo-dispersing agent and RM + photoinitiator do not overlap, thereby improving the efficiency and reproducibility of the manufacturing process, The present invention provides a liquid crystal display device capable of controlling the surface fixed energy so as to improve the operation characteristics of the device, a method of manufacturing the same, and a manufacturing apparatus therefor.

본 발명은 재료의 반응파장 대역이 겹치더라도 특정 파장 대역만을 가지는 UV light를 선택적으로 이용하여 광배향 및 고분자 네트워크 형성이 가능하도록 하여 제조 공정의 효율성,재현성을 높여 용이한 공정으로 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention enables optical alignment and polymer network formation by selectively using UV light having only a specific wavelength band even when the reaction wavelength band of the material overlaps, thereby improving the efficiency and reproducibility of the manufacturing process, And to provide a manufacturing method thereof and a manufacturing apparatus therefor. 2. Description of the Related Art

본 발명은 재료의 반응파장 대역이 겹치더라도 UV 파장 분리를 위한 필터를 사용하여 광배향 및 고분자 네트워크 형성이 가능하도록 하여 제조 공정의 효율성,재현성을 높여 용이한 공정으로 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있도록 한 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention can improve the efficiency and reproducibility of the manufacturing process by making it possible to form a photo-alignment and a polymer network by using a filter for UV wavelength separation even if the reaction wavelength band of the material overlaps. And a method of manufacturing the liquid crystal display device, and a manufacturing apparatus therefor.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치는 제 1 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 1 표면고정에너지 제어 혼합층;제 2 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 2 표면고정에너지 제어 혼합층;서로 대향되는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a liquid crystal display device capable of controlling surface fixed energy, comprising: a first substrate on which a light distribution agent, an RM (Reactive Mesogen) and a photoinitiator are mixed, A first surface fixed energy control mixed layer in which a polymer network is formed by UV irradiation in a second wavelength band and a surface fixing energy is controlled, a second surface fixed energy control mixed layer is formed on the second substrate, a light distribution agent, a RM (Reactive Mesogen) A second surface-anchoring energy control mixed layer formed by mixing UV light of a first wavelength band, a second surface-energetic control mixed layer of which a polymer network is formed by UV irradiation of a second wavelength band to control surface fixing energy, And a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate.

여기서, 상기 제 1 파장 대역은 300nm ~ 365nm이고, 제 2 파장 대역은 200nm ~ 254nm인 것을 특징으로 한다.Here, the first wavelength band is 300 nm to 365 nm, and the second wavelength band is 200 nm to 254 nm.

그리고 광배향을 위한 제 1 파장 대역의 UV 조사 및 고분자 네트워크 형성을 위한 제 2 파장 대역의 UV 조사를 250nm ~ 450nm 파장 대역의 UV를 동일하게 조사하고, 어느 하나의 파장 대역의 UV 조사 단계에서 특정 파장 대역의 UV를 통과 또는 차단시키는 필터를 사이에 적층한 상태에서 진행하는 것을 특징으로 한다.The UV irradiation of the first wavelength band for the photo alignment and the UV irradiation of the second wavelength band for forming the polymer network are performed in the same manner as the UV irradiation of the wavelength band of 250 nm to 450 nm, And a filter for passing or blocking UV in the wavelength band is laminated therebetween.

그리고 상기 표면 고정에너지는,

Figure pat00001
으로 계산되고,And the surface fixed energy,
Figure pat00001
Lt; / RTI >

여기서, d는 셀 갭, p는 피치,

Figure pat00002
: 실제 꼬인 각,
Figure pat00003
: 액정정렬 각,
Figure pat00004
: 액정의 비틀림 상수인 것을 특징으로 한다.Where d is the cell gap, p is the pitch,
Figure pat00002
: Actual twisted angle,
Figure pat00003
: LCD alignment angle,
Figure pat00004
: A twist constant of the liquid crystal.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법은 하부 기판 및 상부 기판을 준비하는 단계;광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물을 제조하는 단계;상기 혼합물을 기판위에 코팅하고, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹을 실시하여 광 폴리이미드층을 형성하는 단계;광배향을 위한 선 편광 된 제 1 파장 대역의 UV를 조사하는 단계;배향된 기판을 합착하여 액정을 주입하고 어닐링 하는 단계;고분자네트워크 형성을 위하여 제 2 파장 대역의 UV를 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of fabricating a liquid crystal display device capable of controlling surface fixed energy according to the present invention for achieving another object comprises the steps of: preparing a lower substrate and an upper substrate; preparing a mixture of a photo-dispersant and a reactive agent (RM) + photoinitiator; Coating the mixture on a substrate, performing soft baking and hard baking to form an optical polyimide layer, irradiating UV light of a first linearly polarized wavelength band for photo alignment, aligning the aligned substrates, And irradiating UV light of a second wavelength band to form a polymer network.

그리고 상기 광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물은 95.7:0.05:4.2wt%으로 제조되는 것을 특징으로 한다.The mixture of the photo-dispersing agent and the reactive agent (RM) + photoinitiator is 95.7: 0.05: 4.2 wt%.

그리고 상기 제 1 파장 대역은 광배향제가 반응하는 300nm ~ 365nm이고, 제 2 파장 대역은 RM(Reactive Meogen)+광개시제가 반응하는 200nm ~ 254nm인 것을 특징으로 한다.The first wavelength band is 300 nm to 365 nm to which the photo-dispersing agent reacts, and the second wavelength band is 200 nm to 254 nm to which the RM (Reactive Meogen) + photoinitiator reacts.

그리고 제 1,2 파장 대역의 UV 조사시에 어느 하나의 파장 대역의 UV 조사 단계에서 특정 파장 대역의 UV를 통과 또는 차단시키는 필터를 사이에 적층한 상태에서 진행하는 것을 특징으로 한다.And a filter for passing or blocking a UV of a specific wavelength band in a UV irradiation step of any one of the wavelength bands during UV irradiation of the first and second wavelength bands.

그리고 광 폴리이미드층을 형성하는 단계에서, 소프트 베이킹은 100℃의 온도에서 2분 동안 실시하고, 하드 베이킹은 180℃의 온도에서 1시간 동안 진행하는 것을 특징으로 한다.In the step of forming the optical polyimide layer, the soft bake is performed at a temperature of 100 캜 for 2 minutes, and the hard bake is conducted at a temperature of 180 캜 for 1 hour.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 장치는 광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물을 제조하기 위한 혼합 처리부;상기 혼합물을 기판위에 코팅 한 후, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹을 실시하는 베이킹 처리부;광배향제만 반응하는 제 1 파장 대역의 선 편광 된 UV를 조사하는 광배향 UV 조사부;배향된 기판을 합착하여 액정을 주입하고, 주입된 액정의 오더링(ordering)을 높이기 위해 어닐링(Annealing) 하는 액정 주입 및 어닐링부;고분자네트워크 형성을 위하여 RM+광개시제가 반응하는 제 2 파장 대역의 UV를 조사하는 고분자 네트워크 형성 UV 조사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device capable of controlling a surface fixed energy according to the present invention includes a mixer for preparing a mixture of a photo-dispersant and a photoinitiator, A photo-alignment UV irradiating unit for irradiating linearly polarized ultraviolet light of a first wavelength band which reacts only with a photo-dispersing agent, aligning the aligned substrates, injecting liquid crystals, and a polymer network forming UV irradiating unit for irradiating UV in a second wavelength band in which the RM + photoinitiator reacts to form a polymer network.

이와 같은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.The liquid crystal display device capable of controlling the surface fixed energy according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the manufacturing apparatus therefor have the following effects.

첫째, 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있다.First, it is possible to control the surface fixing energy by inducing polymerization and orientation of RM and RM by mixing UV (photo alignment) with RM (reactive mesogen).

둘째, UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하므로 러빙 공정에서 발생하는 먼지나 정전기발생으로 인한 문제를 해결할 수 있다.Secondly, it induces the polymerization and polymerization of RM by only the UV wavelength, and it is possible to solve the problem caused by the dust and static electricity generated in the rubbing process.

셋째, RM을 이용하여 광배향제의 약한 표면고정에너지를 증가시켜 응답속도를 개선할 수 있어 높은 투과율 및 빠른 응답속도를 필요로 하는 다양한 액정표시소자에 적용가능하다. Third, by using RM, it is possible to improve the response speed by increasing the weak surface fixing energy of the optical brightener, so that it can be applied to various liquid crystal display devices requiring high transmittance and fast response speed.

넷째, 광배향제 및 RM+광개시제가 갖는 UV 반응파장의 범위가 겹치지 않는 것을 이용하여 각 재료에 반응하는 UV를 조사하여 광배향 및 고분자 네트워크 형성이 가능하도록 하다.Fourth, by using UV curing agent and RM + photoinitiator which do not overlap the range of UV reaction wavelength, it is possible to form photo-alignment and polymer network by irradiating UV in response to each material.

다섯째, 특정 파장 대역의 UV light를 선택적으로 이용하거나, UV 파장 분리를 위한 필터를 사용하여 광배향 및 고분자 네트워크 형성이 가능하도록 하여 제조 공정의 효율성,재현성을 높여 용이한 공정으로 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있다.
Fifth, by using UV light of a specific wavelength band selectively or by using a filter for UV wavelength separation, it is possible to form a photo-alignment and a polymer network, thereby improving the efficiency and reproducibility of the manufacturing process. Can be improved.

도 1과 도 2는 종래 기술의 Polyimide(PI)와 RM의 혼합물을 기판위에 배향하는 방법과 PI와 RM을 각각 적층 하는 방법을 나타낸 구성도
도 3은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 단면 구성도
도 4a와 도 4b는 UV 필터의 사용 유무에 따른 반응 상태를 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 UV 선택적 조사를 이용한 제조 과정을 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 제조 공정 순서도
도 7은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 제조 공정 단면도
도 8은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 장치의 구성도
Figs. 1 and 2 show a method of orienting a mixture of polyimide (PI) and RM on a substrate and a method of laminating PI and RM, respectively,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention
4A and 4B are diagrams showing a reaction state depending on the presence or absence of use of a UV filter
5 is a view showing a manufacturing process of a liquid crystal display according to the present invention,
6 is a flow chart of a process of manufacturing a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention
7 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention
FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of a liquid crystal display device, a method of manufacturing the liquid crystal display device, and a manufacturing apparatus therefor according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of a liquid crystal display device, a method of manufacturing the same, and a manufacturing apparatus therefor according to the present invention will be apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 3은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 단면 구성도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention.

그리고 도 4a와 도 4b는 UV 필터의 사용 유무에 따른 반응 상태를 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 UV 선택적 조사를 이용한 제조 과정을 나타낸 구성도이다.FIGS. 4A and 4B are views showing the reaction state depending on the use of the UV filter. FIG. 5 is a view illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display according to the present invention using UV selective irradiation.

본 발명은 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있도록 한 것으로, 광배향제 및 RM+광개시제가 갖는 UV 반응파장의 범위가 겹치지 않는 것을 이용하여 각 재료에 반응하는 UV를 조사하여 광배향 및 고분자형성을 수행하는 것이다.The present invention is directed to a method of controlling the surface fixing energy by mixing a photo alignment and an RM (Reactive Mesogen) to induce orientation and RM polymerization reaction only at UV wavelength, And the photo-alignment and the polymer formation are carried out by irradiating UVs, which react with each material, using the wavelength ranges of which do not overlap.

본 발명은 다른 UV의 파장 대역을 이용하여 한 픽셀에서 광배향 및 RM의 고분자네트워크를 동시에 형성시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention enables simultaneous formation of photo-alignment and polymer network of RMs in one pixel using different wavelength bands of UV.

이하의 설명에서 액정표시장치를 패턴 전극을 갖는 형태를 일 예로 설명하였으나, 본 발명에 따른 광배향제와 RM 혼합물을 이용한 표면 고정 에너지 개선 구조 및 방법은 어느 하나의 특정 액정 모드로 한정되지 않고 광배향제의 특성(수평광배향제, 수직광배향제)에 따라 다양한 액정 모드에 적용할 수 있음은 당연하다.The structure and method for improving the surface fixing energy using the RM mixture and the RM mixture according to the present invention are not limited to any one specific liquid crystal mode, It is natural that the present invention can be applied to various liquid crystal modes depending on the characteristics of the liquid crystal (horizontal light distribution agent, vertical light distribution agent).

본 발명에 따른 액정표시장치는 도 3에서와 같이, 패턴 전극(50)을 갖는 제 1 기판(60)상에 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 1 표면고정에너지제어 혼합층(40)과, 제 2 기판(10)상에 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 2 표면고정에너지제어 혼합층(20)과, 서로 대향되는 제 1 기판(60)과 제 2 기판(10) 사이에 위치하는 액정층(30)을 포함한다.3, a liquid crystal display according to the present invention is formed by mixing a photo alignment, a reactive mesogen, and a photoinitiator on a first substrate 60 having a pattern electrode 50, A first surface fixed energy control mixed layer 40 in which light is magnified by UV irradiation in one wavelength band, a polymer network is formed by UV irradiation in a second wavelength band to control surface fixing energy, ) Is formed by mixing a photo alignment, a reactive mesogen (RM), and a photoinitiator on the first wavelength band, a light is magnified by UV irradiation in the first wavelength band, and a polymer network is formed by UV irradiation in the second wavelength band A second surface fixed energy control mixed layer 20 whose surface fixing energy is controlled and a liquid crystal layer 30 located between the first substrate 60 and the second substrate 10 facing each other.

본 발명은 광배향제와 RM의 UV 흡수 파장 대역이 서로 상이한 것을 이용하여 적절한 파장 대역을 분리시켜 UV 조사를 하는 것에 의해 제 1 표면고정에너지제어 혼합층(40) 및 제 2 표면고정에너지제어 혼합층(20)의 표면고정에너지를 증가시켜 응답속도를 개선할 수 있도록 한 것이다.The first surface fixed energy control mixed layer 40 and the second surface fixed energy control mixed layer 20 are formed by separating an appropriate wavelength band by using a UV light having a wavelength band different from that of the RM, To increase the surface fixing energy of the surface of the substrate.

본 발명의 일 실시 예에서 사용되는 광배향제의 파장 대역은 300nm이고, 광개시제는 200nm이다.The wavelength band of the photo-dispersing agent used in one embodiment of the present invention is 300 nm, and the photoinitiator is 200 nm.

따라서, 먼저 300nm의 UV exposure로 광배향을 유도하고, 200nm의 UV exposure를 통해 RM의 고분자네트워크를 형성시키는 것으로, 광배향제와 Reactive mesogen(RM)의 UV반응 파장 대역을 분리시켜, 광배향 및 고분자네트워크 형성을 한 픽셀 내에서 수행한다.Therefore, by first inducing photo-alignment with a UV exposure of 300 nm and forming a polymer network of RM through a UV exposure of 200 nm, it is possible to separate the UV reaction wavelength band of the photo-dispersing agent and the reactive mesogen (RM) The network formation is performed within one pixel.

이와 같은 파장 대역은 일 예를 들은 것으로, 상기한 수치로 한정되는 것이 아니고 광배향제 및 RM + 광개시제의 UV 반응 파장 대역은 사용 재료에 따라 매우 다양하게 사용될 수 있음은 당연하다.The wavelength band is not limited to the above values. It is a matter of course that the UV reaction wavelength band of the photo-dispersing agent and the RM + photoinitiator can be widely varied depending on the material to be used.

도 4a와 도 4b는 UV 필터의 사용 유무에 따른 반응 상태를 나타낸 구성도이다.FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a reaction state depending on the use of a UV filter. FIG.

도 4a는 UV 파장 대역의 구분없이 조사하는 경우를 나타낸 것으로, UV 광에 의해 광배향제 및 Reactive mesogen(RM)+광개시제 모두에서 강한 화학적 반응이 일어나 광배향 및 고분자네트워크 형성의 최적화가 어려운 것을 알 수 있다.FIG. 4a shows the case of irradiation without discrimination of the UV wavelength band, and it is found that it is difficult to optimize the optical alignment and the formation of the polymer network due to a strong chemical reaction in both of the photo-dispersing agent and the reactive mesogen (RM) + photo initiator by UV light have.

이에 비하여, 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 특정 파장 대역의 UV를 통과 또는 차단시키는 UV 필터를 사용하는 경우에는 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of using a UV filter for passing or blocking a UV in a specific wavelength band, as in the embodiment of the present invention, the UV light of the first wavelength band is optically magnified and the UV of the second wavelength band It can be seen that the polymer network is formed by the irradiation and the surface fixing energy is controlled.

이와 같은 UV 파장 대역을 구분하여 조사하여 광배향과 고분자네트워크 형성을 진행하는 것을 재료의 물성 및 UV 파장 범위를 기준으로 설명하면 다음과 같다.The following is a description based on the physical properties of the material and the UV wavelength range to investigate the UV wavelength band in such a manner to proceed with the formation of a photo-alignment and a polymer network.

재료의 물성 측면에서, 제조에 사용되는 광배향제 및 RM+광개시제가 가지는 UV 반응 파장의 범위가 겹치지 않을 경우에는 각 재료의 반응하는 UV를 조사하여 광배향 및 고분자네트워크 형성을 수행하는 것이 가능하다.From the viewpoint of the physical properties of the material, it is possible to perform photo-alignment and polymer network formation by irradiating the reactive UV of each material when the ranges of the UV reaction wavelengths of the photo-dispersing agent and RM + photoinitiator used in the production do not overlap.

본 발명의 일 실시 예에서는 높은 파장대역의 UV를 조사하는 광배향제와 다소 낮은 파장대역의 UV를 조사하는 RM+광개시제로 되어있지만, 두 재료의 파장대역을 서로 바꿔서 수행하는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, a photo-dispersing agent for irradiating UV in a high wavelength band and an RM + photoinitiator for irradiating UV in a somewhat lower wavelength band are used.

여기서, RM의 경우에는 스스로 UV에 의해 반응하는 것이 아니라 광개시제의 도움을 얻어서 고분자 네트워크를 형성하므로 반응파장을 고려할 때, 광개시제의 UV 파장 대역을 고려하여 UV 파장 대역을 선택하여 조사한다.Here, in the case of RM, since the polymer network is formed with the help of a photoinitiator rather than by the UV itself, the UV wavelength band is selected considering the UV wavelength band of the photoinitiator in consideration of the reaction wavelength.

UV 파장의 범위 측면에서는 UV 파장은 넓은 범위로(250nm ~ 450nm) 분포되어 있으므로 특정 파장 대역만을 가지는 UV light을 선택하여 재료의 반응파장 대역이 겹치더라도 광배향 및 고분자형성 수행 가능하다.In terms of the range of UV wavelength, the UV wavelength is distributed in a wide range (250 nm to 450 nm), so that UV light having only a specific wavelength band can be selected and photo alignment and polymer formation can be performed even if the reaction wavelength band of the material overlaps.

예를 들어, 좁은 파장 대역을 가지는 각기 다른 2개의 UV광원을 이용하여 UV 파장 대역을 구분하여 조사하여 광배향과 고분자네트워크 형성을 진행하거나, 넓은 파장 대역의 UV 광원일 경우, UV 파장 분리를 위해 필터를 이용하여 광배향과 고분자네트워크 형성을 진행할 수 있다.For example, by using two different UV light sources having a narrow wavelength band, the UV wavelength band can be divided and examined to proceed with the formation of a photo-alignment and a polymer network. In the case of a UV light source of a wide wavelength band, Filters can be used for optical alignment and polymer network formation.

여기서, UV 파장 분리를 위한 필터의 사용은 일 예를 들은 것으로 필터 사용으로 제한되지 않는다.Here, the use of a filter for UV wavelength separation is not limited to the use of a filter as one example.

필터의 사용뿐만 아니라, 다른 형태 및 방법을 사용하여 UV 파장 분리를 할 수 있음은 당연하다.In addition to the use of filters, it is natural that UV wavelengths can be separated using other forms and methods.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 UV 선택적 조사를 이용한 제조 과정을 나타낸 구성도이다.5 is a view illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention using UV selective irradiation.

UV 선택적 조사를 이용한 제조를 위하여, 기판상에 광배향제 및 RM+광개시제가 혼합된 물질층을 스핀 코팅하고, 180℃의 온도에서 1시간 30분 동안 베이킹 공정을 진행한다.For the fabrication using UV selective irradiation, a layer of the material mixed with the photo-dispersing agent and RM + photoinitiator is spin-coated on the substrate, and the baking process is carried out at 180 ° C for 1 hour and 30 minutes.

그리고 하부 기판상에 형성된 혼합 물질층상에 UV 선편광을 위한 Linear UV polarizer 및 Long Pass 필터를 위치시키고 365nm의 UV를 조사하여 광배향을 한다.A linear UV polarizer and a long pass filter for UV linear polarization are placed on the mixed material layer formed on the lower substrate and photo-alignment is performed by irradiating UV at 365 nm.

이어, 하부 기판과 상부 기판을 서로 대향되도록 합착하고, 액정을 주입한 후 254nm의 UV를 조사하여 표면고정에너지를 증가시킨다.Subsequently, the lower substrate and the upper substrate are bonded to each other so as to face each other, and liquid crystal is injected thereinto. Then, UV irradiation at 254 nm is performed to increase the surface fixing energy.

이와 같은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 공정은 다음과 같다.The manufacturing process of the liquid crystal display device capable of controlling the surface fixed energy according to the present invention is as follows.

도 6은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 제조 공정 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 제조 공정 단면도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a liquid crystal display device capable of controlling a surface fixed energy according to the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of a manufacturing process of a liquid crystal display device capable of surface fixed energy control according to the present invention.

이하의 설명에서 액정표시장치를 화소 전극 라인과 공통 전극 라인을 갖는 형태를 일 예로 설명하였으나, 본 발명에 따른 광배향제와 RM 혼합물을 이용한 표면 고정 에너지 개선 구조 및 방법은 어느 하나의 특정 액정 모드로 한정되지 않고 광배향제의 특성(수평광배향제, 수직광배향제)에 따라 다양한 액정 모드에 적용할 수 있음은 당연하다.In the following description, a liquid crystal display device having a pixel electrode line and a common electrode line is described as an example. However, the structure and method for improving the surface fixing energy using the RM mixture and the RM mixture according to the present invention are not limited to any particular liquid crystal mode But it is natural that it is applicable to various liquid crystal modes according to the characteristics of the light-emitting agent (horizontal light distribution agent, vertical light distribution agent) without limitation.

화소 전극 라인과 공통 전극 라인을 갖는 하부 기판 및 상부 기판을 준비하고(S601), 광배향제+Reactive Meogen(RM)+광개시제(95.7:0.05:4.2wt%) 혼합물을 제조한다.(S602)(S602), a lower substrate and an upper substrate having a pixel electrode line and a common electrode line are prepared (S601), and a mixture of a photo-dispersing agent + Reactive Meogen (RM) + photoinitiator (95.7:

이어, 준비된 혼합물을 기판위에 Coating 한 후, 100℃의 온도에서 2분 동안 소프트 베이킹(Soft baking)을 실시한다.(S603)Subsequently, the prepared mixture is coated on a substrate, followed by soft baking at a temperature of 100 DEG C for 2 minutes (S603). [

그리고 180℃의 온도에서 1시간 동안 하드 베이킹(Hard baking)을 실시하여 광 폴리이미드층(Polyimidization 형성)을 형성한다.(S604)Then, hard baking is performed at a temperature of 180 DEG C for 1 hour to form an optical polyimide layer (S604)

이어, 광배향을 위한 선 편광 된 UV를 조사한다.(S605)Then, linearly polarized UV for photo alignment is irradiated (S605)

여기서, 조사되는 UV 광은 광배향제만 반응하는 제 1 파장 대역의 UV를 조사한다.Here, the UV light to be irradiated irradiates the UV of the first wavelength band which reacts only with the light distribution agent.

이와 같이 파장 대역을 구분하여 UV를 조사하는 과정은 상기한 필터를 사용하거나, 재료의 물성에 따라 선택된 파장 대역의 UV를 선택적으로 사용할 수 있다.As described above, the process of irradiating UV by separating the wavelength band can use the above-mentioned filter or selectively use the UV of the selected wavelength band according to the physical properties of the material.

그리고 배향된 2장의 기판을 합착하고, 액정을 주입하고(S606), 주입된 액정의 오더링(ordering)을 높이기 위해, 100℃의 온도에서 5분 동안 어닐링(Annealing) 과정을 수행한다.(S607)Annealing is performed for five minutes at a temperature of 100 DEG C in order to increase the ordering of the injected liquid crystal. (S607)

이어, 고분자네트워크 형성을 위하여 RM+광개시제가 반응하는 파장 대역의 UV를 조사한다.(S608)Next, the UV in the wavelength band in which the RM + photoinitiator reacts is examined for forming the polymer network (S608).

이와 같은 액정표시장치 제조 공정에서의 조사되는 UV 파장 대역 및 베이킹 온도, 어닐링 온도 및 시간은 일 예를 나타낸 것으로, 사용되는 재료의 물성 및 패턴 설계 형태에 따라 다르게 진행될 수 있음은 당연하다.The UV wavelength band, the baking temperature, the annealing temperature and the time to be irradiated in the manufacturing process of the liquid crystal display device are examples, and it goes without saying that the process can be performed differently depending on the physical properties of the material and the pattern design form.

이와 같은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조를 위한 제조 장치에 관하여 설명하면 다음과 같다.A manufacturing apparatus for manufacturing a liquid crystal display device capable of controlling surface fixed energy according to the present invention will now be described.

도 8은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 장치의 구성도이다.8 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device capable of controlling surface fixing energy according to the present invention.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 장치는 UV 파장 대역을 구분하여 조사하여 광배향과 고분자네트워크 형성을 진행하기 위하여, 서로 다른 파장 대역의 UV를 조사하기 위하여 광배향 UV 조사부 및 고분자 네트워크 형성 UV 조사부를 구비한다.The apparatus for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention may include a photo-alignment UV irradiator and a polymer network forming UV irradiator for irradiating UVs of different wavelength bands in order to separate the UV wavelength band, Respectively.

그 구성은 광배향제+Reactive Meogen(RM)+광개시제(95.7:0.05:4.2wt%) 혼합물을 제조하기 위한 혼합 처리부(80)와, 준비된 혼합물을 기판위에 코팅 한 후, 100℃의 온도에서 2분 동안 소프트 베이킹(Soft baking)을 실시하고, 180℃의 온도에서 1시간 동안 하드 베이킹(Hard baking)을 실시하는 베이킹 처리부(81)와, 광배향제만 반응하는 제 1 파장 대역의 선 편광 된 UV를 조사하는 광배향 UV 조사부(82)와, 배향된 2장의 기판을 합착하고, 액정을 주입하고, 주입된 액정의 오더링(ordering)을 높이기 위해, 100℃의 온도에서 5분 동안 어닐링(Annealing) 하는 액정 주입 및 어닐링부(83)와, 고분자네트워크 형성을 위하여 RM+광개시제가 반응하는 제 2 파장 대역의 UV를 조사하는 고분자 네트워크 형성 UV 조사부(84)를 포함한다.The composition is composed of a mixing treatment part 80 for preparing a mixture of light spreading agent + Reactive Meogen (RM) + photoinitiator (95.7: 0.05: 4.2 wt%) and a mixing treatment part 80 for coating the prepared mixture on the substrate, A baking treatment section 81 for performing soft baking for 1 hour at a temperature of 180 ° C and hard baking for 1 hour and a linearly polarized UV light of a first wavelength band reacting only with a photo- The photo-alignment UV irradiating unit 82 for irradiating the liquid crystal and the aligned two substrates are attached to each other and liquid crystal is injected and annealed at a temperature of 100 ° C for 5 minutes in order to increase the ordering of the injected liquid crystal A liquid crystal injection and annealing unit 83 and a polymer network forming UV irradiation unit 84 for irradiating UV in a second wavelength band in which RM + photoinitiator reacts to form a polymer network.

여기서, 광배향 UV 조사부(82) 및 고분자 네트워크 형성 UV 조사부(84)는 분리 구성하는 것을 일 예로 설명하였으나, 필터를 사용하여 파장 대역을 구분하는 경우에는 일체로 구성할 수도 있다.Here, the photoalignment UV irradiating unit 82 and the polymer network forming UV irradiating unit 84 are separated from each other. However, when the wavelength band is divided using a filter, the filter may be integrally formed.

이와 같은 구성 및 제조 공정을 이용하여 제조된 본 발명에 따른 액정표시장치의 표면고정에너지 제어 및 증가 특성은 다음과 같다.The surface fixed energy control and the increase characteristics of the liquid crystal display according to the present invention manufactured using the above-described structure and manufacturing process are as follows.

표면고정에너지 제어 및 증가 특성을 알기 위하여 표면 고정에너지를 계산하기 위하여 액정의 꼬임(twist)각을 측정하여 결과를 도출한다.To obtain surface fixed energy control and increase characteristics, the twist angle of the liquid crystal is measured to calculate the surface fixed energy.

액정이 꼬이는 힘을 강하게 하기 위해서 일반적으로 액정 내 카이럴 도팬트(Chiral dopant)물질을 혼합하는데, 카이럴 도팬트 혼합 시 액정의 꼬임각을 셀갭(d)/피치(p)로 설명할 수 있으며, 예를 들어, d/p=1인 경우 해당 셀 갭에서의 꼬임각은 360°이다.In order to strengthen the twisting force of the liquid crystal, in general, a chiral dopant material is mixed in the liquid crystal, and when the chiral dopant is mixed, the twist angle of the liquid crystal can be described as a cell gap (d) / pitch (p) , For example, when d / p = 1, the twist angle at the corresponding cell gap is 360 °.

본 발명에서의 측정에서는 셀갭(d)=3.2, 피치(p)=24인 d/p가 0.13 상태에서 측정하였으며, 이때 꼬임각은 48°이다.In the measurement according to the present invention, the d / p was measured at a d / p of 0.13 at a cell gap (d) of 3.2 and a pitch (p) of 24, where the twist angle was 48 °.

제작된 셀의 상하판 액정 배향각을 30°로 적용하였음으로, Chiral dopant에 의해 48°까지 돌아가려는 힘을 가진 액정들이 셀 내 표면 고정에너지가 높아지면 꼬이려는 힘이 억제되어, 30°부근으로 액정꼬임 상태가 유지될 수 있다.As the alignment angle of the upper and lower plates of the fabricated cell is 30 °, the liquid crystal having the power to return to 48 ° by the chiral dopant suppresses the bending force when the inner surface fixing energy is increased, The liquid crystal twist state can be maintained.

즉, 액정분자들의 정렬방향이 30°를 기준으로 얼마나 트위스트 각이 형성 되었는지를 파악하여 표면 고정에너지를 계산할 수 있다.That is, it is possible to calculate the surface fixed energy by grasping how the twist angle is formed based on the alignment direction of the liquid crystal molecules by 30 °.

표면 고정에너지를 계산은 수학식 1에서와 같다.The calculation of the surface fixed energy is shown in Equation (1).

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서,

Figure pat00006
: 실제 꼬인 각 (=측정 된 Twist angle),
Figure pat00007
: 액정정렬 각 (=초기 배향각, 30°),
Figure pat00008
: 액정의 비틀림 상수(사용된 액정의 고유물성, 6 * 10-12)이다.here,
Figure pat00006
: Actual twist angle (= measured Twist angle),
Figure pat00007
: Liquid crystal alignment angle (= initial alignment angle, 30 °),
Figure pat00008
: Torsional constant of the liquid crystal (inherent physical property of the liquid crystal used, 6 * 10 -12 ).

Figure pat00009
Figure pat00009

표 1에서 보면, RM을 혼합한 광배향제를 이용하여 본 발명에 따른 제조 공정을 적용하는 경우에는 기존 광배향법에 비교하여 약 16배가량의 높은 표면 고정에너지를 갖도록 할 수 있음을 확인할 수 있다.It can be seen from Table 1 that when the manufacturing process according to the present invention is applied by using the RM-mixed photopolymerization agent, it is possible to have a high surface fixing energy of about 16 times that of the conventional photo-alignment method .

이와 같은 본 발명에 따른 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치 및 그 제조 방법 그리고 이를 위한 제조 장치는 광배향제(photo alignment)와 RM(Reactive Mesogen)을 혼합하여 UV 파장만으로 배향 및 RM의 중합반응을 유도하여 표면고정에너지를 제어할 수 있도록 한 것으로, 광배향제 및 RM+광개시제가 갖는 UV 반응파장의 범위가 겹치지 않는 것을 이용하여 각 재료에 반응하는 UV를 조사하여 광배향 및 고분자형성을 수행하는 것이다.The liquid crystal display device capable of controlling the surface fixed energy according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the manufacturing apparatus therefor, can mix the photo alignment and the RM (Reactive Mesogen) And the surface fixation energy can be controlled by irradiating UV light to each material by using a material in which the range of UV reaction wavelengths of the photo-dispersing agent and the RM + photoinitiator do not overlap, thereby performing optical alignment and polymer formation.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents are intended to be embraced therein It should be interpreted.

10. 제 2 기판 20. 제 2 표면고정에너지 제어 혼합층
30. 액정층 40. 제 1 표면고정에너지 제어 혼합층
50. 패턴 전극 60. 제 1 기판
10. Second substrate 20. Second surface fixed energy control mixed layer
30. Liquid crystal layer 40. First surface fixed energy control mixed layer
50. Pattern electrode 60. First substrate

Claims (10)

제 1 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 1 표면고정에너지 제어 혼합층;
제 2 기판상에 광배향제와 RM(Reactive Mesogen),광개시제가 혼합되어 형성되고, 제 1 파장 대역의 UV 조사에 의해 광배향이 이루어지고, 제 2 파장 대역의 UV 조사에 의해 고분자 네트워크가 형성되어 표면고정에너지가 제어되는 제 2 표면고정에너지 제어 혼합층;
서로 대향되는 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치.
The first substrate is formed by mixing a photo-dispersing agent, a reactive mesogen (RM) and a photoinitiator. The first substrate is optically magnified by UV irradiation in the first wavelength band, and the polymer network is formed by UV irradiation in the second wavelength band, A first surface fixed energy control mixed layer whose fixed energy is controlled;
And a photoinitiator are mixed with a photo-dispersing agent, RM (Reactive Mesogen) and a photoinitiator on the second substrate, and a UV light of a first wavelength band is used for light distribution, and a polymer network is formed by UV irradiation of a second wavelength band, A second surface fixed energy control mixed layer whose fixed energy is controlled;
And a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate facing each other.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 파장 대역은 300nm ~ 365nm이고, 제 2 파장 대역은 200nm ~ 254nm인 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치.The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first wavelength band is 300 nm to 365 nm and the second wavelength band is 200 nm to 254 nm. 제 1 항에 있어서, 광배향을 위한 제 1 파장 대역의 UV 조사 및 고분자 네트워크 형성을 위한 제 2 파장 대역의 UV 조사를 250nm ~ 450nm 파장 대역의 UV를 동일하게 조사하고, 어느 하나의 파장 대역의 UV 조사 단계에서 특정 파장 대역의 UV를 통과 또는 차단시키는 필터를 사이에 적층한 상태에서 진행하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치.The method according to claim 1, wherein UV irradiation in a first wavelength band for photo-alignment and UV irradiation in a second wavelength band for forming a polymer network are performed in the same manner as UVs in a wavelength band of 250 nm to 450 nm, And a filter for passing or blocking UV in a specific wavelength band is laminated between the electrodes in the UV irradiation step. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 고정에너지는,
Figure pat00010
으로 계산되고,
여기서, d는 셀 갭, p는 피치,
Figure pat00011
: 실제 꼬인 각,
Figure pat00012
: 액정정렬 각,
Figure pat00013
: 액정의 비틀림 상수인 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치.
2. The method of claim 1,
Figure pat00010
Lt; / RTI >
Where d is the cell gap, p is the pitch,
Figure pat00011
: Actual twisted angle,
Figure pat00012
: LCD alignment angle,
Figure pat00013
Is a twist constant of a liquid crystal.
하부 기판 및 상부 기판을 준비하는 단계;
광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물을 기판위에 코팅하고, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹을 실시하여 광 폴리이미드층을 형성하는 단계;
광배향을 위한 선 편광 된 제 1 파장 대역의 UV를 조사하는 단계;
배향된 기판을 합착하여 액정을 주입하고 어닐링 하는 단계;
고분자네트워크 형성을 위하여 제 2 파장 대역의 UV를 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법.
Preparing a lower substrate and an upper substrate;
Preparing a photocatalyst + RM (Reactive Meogen) + photoinitiator mixture;
Coating the mixture on a substrate, performing soft baking and hard baking to form an optical polyimide layer;
Irradiating a line polarized first wavelength band UV for light alignment;
Laminating aligned substrates and injecting and annealing liquid crystals;
And irradiating UV light of a second wavelength band to form a polymer network. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제 5 항에 있어서, 상기 광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물은 95.7:0.05:4.2wt%으로 제조되는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein the mixture of the photoinitiator + RM (Reactive Meogen) + photoinitiator is 95.7: 0.05: 4.2 wt%. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 파장 대역은 광배향제가 반응하는 300nm ~ 365nm이고, 제 2 파장 대역은 RM(Reactive Meogen)+광개시제가 반응하는 200nm ~ 254nm인 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법.6. The method according to claim 5, wherein the first wavelength band is 300 nm to 365 nm in which the photo-dispersing agent reacts, and the second wavelength band is 200 nm to 254 nm in which the RM (Reactive Meogen) + photoinitiator reacts. A method for manufacturing a liquid crystal display device. 제 5 항에 있어서, 제 1,2 파장 대역의 UV 조사시에 어느 하나의 파장 대역의 UV 조사 단계에서 특정 파장 대역의 UV를 통과 또는 차단시키는 필터를 사이에 적층한 상태에서 진행하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법.The method according to claim 5, characterized by further comprising the step of laminating a filter for passing or blocking UV of a specific wavelength band in the UV irradiation step of one wavelength band during UV irradiation of the first and second wavelength bands Wherein the liquid crystal display device has a surface fixed energy control. 제 5 항에 있어서, 광 폴리이미드층을 형성하는 단계에서,
소프트 베이킹은 100℃의 온도에서 2분 동안 실시하고, 하드 베이킹은 180℃의 온도에서 1시간 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 방법.
6. The method according to claim 5, wherein in the step of forming the polyimide layer,
Wherein the soft baking is performed at a temperature of 100 캜 for 2 minutes and the hard baking is conducted at a temperature of 180 캜 for 1 hour.
광배향제+RM(Reactive Meogen)+광개시제 혼합물을 제조하기 위한 혼합 처리부;
상기 혼합물을 기판위에 코팅 한 후, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹을 실시하는 베이킹 처리부;
광배향제만 반응하는 제 1 파장 대역의 선 편광 된 UV를 조사하는 광배향 UV 조사부;
배향된 기판을 합착하여 액정을 주입하고, 주입된 액정의 오더링(ordering)을 높이기 위해 어닐링(Annealing) 하는 액정 주입 및 어닐링부;
고분자네트워크 형성을 위하여 RM+광개시제가 반응하는 제 2 파장 대역의 UV를 조사하는 고분자 네트워크 형성 UV 조사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면고정에너지 제어가 가능한 액정표시장치의 제조 장치.


A mixing treatment section for preparing a photo-magnifying agent + RM (Reactive Meogen) + photoinitiator mixture;
A baking treatment unit for coating the mixture on a substrate, followed by soft baking and hard baking;
A photo-alignment UV irradiating unit for irradiating linearly polarized UV in a first wavelength band that reacts only with the photofinishing agent;
A liquid crystal injection and annealing unit for laminating aligned substrates and injecting liquid crystals, and annealing the substrates to enhance ordering of the injected liquid crystals;
And a polymer network forming UV irradiation unit for irradiating UV in a second wavelength band in which the RM + photoinitiator reacts to form a polymer network.


KR1020140057869A 2014-05-14 2014-05-14 with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating and Manufacturing device for Expired - Fee Related KR101666550B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140057869A KR101666550B1 (en) 2014-05-14 2014-05-14 with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating and Manufacturing device for
PCT/KR2014/005112 WO2015174573A1 (en) 2014-05-14 2014-06-11 Surface anchoring energy controllable liquid crystal display device, manufacturing method therefor and manufacturing device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140057869A KR101666550B1 (en) 2014-05-14 2014-05-14 with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating and Manufacturing device for

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150130801A true KR20150130801A (en) 2015-11-24
KR101666550B1 KR101666550B1 (en) 2016-10-14

Family

ID=54480101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140057869A Expired - Fee Related KR101666550B1 (en) 2014-05-14 2014-05-14 with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating and Manufacturing device for

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101666550B1 (en)
WO (1) WO2015174573A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018019691A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Rolic Ag Method for generating alignment on top of a liquid crystal polymer material
US10564480B2 (en) 2016-05-30 2020-02-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR20200048182A (en) * 2018-10-29 2020-05-08 엘지디스플레이 주식회사 Substrate, Liquid Crystal Display Device Including The Same And Method Of Fabricating The Same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115220267B (en) * 2022-08-01 2023-07-25 南京大学 Construction method of liquid crystal injection porous smooth surface and microfluidic application thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090007518A (en) * 2007-07-14 2009-01-19 엘지디스플레이 주식회사 Azimuth Fixed Energy Measurement Method for LCD
KR20090050099A (en) 2006-09-02 2009-05-19 메르크 파텐트 게엠베하 Particle Beam Method for Orientation of Reactive Mesogen
KR20120102819A (en) * 2006-10-04 2012-09-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20130119589A (en) 2012-04-24 2013-11-01 한국생산기술연구원 Chalcone light alignment material comprising imide group
KR20140024222A (en) * 2012-08-20 2014-02-28 주식회사 엘지화학 Liquid crystal alignment layer and liquid crystal cell comprising the same
KR101372932B1 (en) * 2013-04-30 2014-03-12 한국생산기술연구원 PHOTO-ALIGNMENT APPARATUS USING PULSE ?c?

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009086911A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Merck Patent Gmbh Reactive mesogenic compounds and mixtures
KR101613629B1 (en) * 2009-01-19 2016-04-20 삼성디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device, method of manufacturing the same and alignment layer composition
JP6042544B2 (en) * 2012-08-27 2016-12-14 エルジー・ケム・リミテッド Photo-alignment copolymer, optically anisotropic film using the same, and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090050099A (en) 2006-09-02 2009-05-19 메르크 파텐트 게엠베하 Particle Beam Method for Orientation of Reactive Mesogen
KR20120102819A (en) * 2006-10-04 2012-09-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20090007518A (en) * 2007-07-14 2009-01-19 엘지디스플레이 주식회사 Azimuth Fixed Energy Measurement Method for LCD
KR20130119589A (en) 2012-04-24 2013-11-01 한국생산기술연구원 Chalcone light alignment material comprising imide group
KR20140024222A (en) * 2012-08-20 2014-02-28 주식회사 엘지화학 Liquid crystal alignment layer and liquid crystal cell comprising the same
KR101372932B1 (en) * 2013-04-30 2014-03-12 한국생산기술연구원 PHOTO-ALIGNMENT APPARATUS USING PULSE ?c?

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10564480B2 (en) 2016-05-30 2020-02-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
WO2018019691A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Rolic Ag Method for generating alignment on top of a liquid crystal polymer material
CN109477930A (en) * 2016-07-29 2019-03-15 罗利克技术有限公司 The method of orientation is generated on liquid crystal polymer material
JP2019522245A (en) * 2016-07-29 2019-08-08 ロリク・テクノロジーズ・アーゲーRolic Technologies Ag Method for producing alignment on a liquid crystal polymer material
US11181674B2 (en) 2016-07-29 2021-11-23 Rolic Technologies AG Method for generating alignment on top of a liquid crystal polymer material
US12044872B2 (en) 2016-07-29 2024-07-23 Rolic Technologies AG Method for generating alignment on top of a liquid crystal polymer material
KR20200048182A (en) * 2018-10-29 2020-05-08 엘지디스플레이 주식회사 Substrate, Liquid Crystal Display Device Including The Same And Method Of Fabricating The Same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015174573A1 (en) 2015-11-19
KR101666550B1 (en) 2016-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9904092B2 (en) Liquid crystal display panel using discotic liquid crystal to induce alignment of nematic liquid crystal and manufacturing method thereof
JP5620006B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
TWI521263B (en) Liquid crystal display device
TWI574994B (en) Liquid crystal display device
JP5894567B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
US9249242B2 (en) Method for manufacturing liquid crystal display device
TWI559057B (en) A liquid crystal display device, and a liquid crystal display device
KR101666550B1 (en) with controllable surface anchoring energy and Method for fabricating and Manufacturing device for
CN104845642A (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display device, phase difference film, manufacturing method for the phase difference film, polymer and compound
US9182623B2 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
TWI675096B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, liquid crystal display element, retardation film, and its production method, polymer and diamine
JP2016075844A5 (en)
WO2013031616A1 (en) Liquid-crystal display panel and liquid-crystal display device
WO2014045923A1 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing same
JP6458484B2 (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and method for producing the same, liquid crystal display element, retardation film and method for producing the same
KR20120010127A (en) Liquid crystal display element and its manufacturing method
WO2012093629A1 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR101251574B1 (en) Optical retardation film and Method of preparing the same
TWI683845B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and manufacturing method thereof, liquid crystal display element, and phase difference film and manufacturing method thereof
JP2014182200A (en) Production method of optical film
Mizusaki Polarised UV-induced homogeneous alignment for fringe-field switching liquid crystal display with a new azobenzene monomer
Mun et al. Time-sequential ultraviolet exposure to alignment layers embedded with reactive mesogen for high-speed in-plane switching liquid crystal cell
Son et al. Fast switching polyimide-less liquid crystal device based on hydrogen bonding of bifunctional reactive amphiphiles
JP2017215366A (en) Manufacturing method of liquid crystal display element
CN104102047B (en) Liquid crystal photo-alignment method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20140514

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150618

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160225

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20160929

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20161010

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20161011

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191002

Start annual number: 4

End annual number: 4

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20220721