KR0175023B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치 및 그 제조방법에 관해 개시한다. 본 발명은 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판위에 러빙방향에 대해 수직 또는 평행하게 배향하는 물질중에서 어느 하나로 형성된 제1배향막 및 제2배향막과, 상기 제1배향막 및 제2배향막위의 소정 영역에 상기 러빙방향에 대해 상기 제1배향막 및 제2배향막의 배향방향과 수직하게 배향하는 물질로 형성된 제3배향막 및 제4배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 액정표시장치를 제조하는데 있어서 가장 적합한 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 화소분할 또는 화소단위별로 분할하여 서로 다른 방향으로 러빙하는 공정이 한 번의 러빙단계에 의해 수행되기 때문에 배향막 표면의 손상이 최소화되고 공정이 단순화된다. 따라서 이러한 공정에 의해 제조된 액정표시장치의 시야각이 향상될 뿐만 아니라 표시의 품질이 개선된다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법
제1도는 종래의 트위스티드 네마틱(TN)형 액정 표시 장치의 단면도이다.
제2도 내지 제7도는 종래의 화소분할 러빙단계를 나타내는 단면도들이다.
제8도는 본 발명의 제1실시예에 의해 제조된 액정표시장치의 단면도이다.
제9도는 본 발명의 제1실시예에 의한 배향막의 러빙방향을 도시한 개략도이다.
제10도는 본 발명의 제2실시예에 의해 제조된 액정표시장치의 단면도이다.
제11도는 본 발명의 제2실시예에 의한 배향막의 러빙방향을 도시한 개략도이다.
제12도 내지 제15도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
제16도 내지 제18도는 본 발명의 제2실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명
80 : 제1평광판 82 : 제1기판
84, 92 : 제1배향막 86, 90 : 제2배향막
88 : 액정분자 94 : 제2기판
96 : 제2평광판
본 발명은 액정표시소자 및 그 배향막 러빙(rubbing)방법에 관한 것으로서, 특히 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질과 러빙방향에대해 평행하게 배향하는 물질로 배향막을 분할하여 구성함으로써 서로 다른 액정 분자 배향을 가지는 미소 영역을 쉽고 안정적으로 얻을 수 있으며 시야각이 향상되고 수율이 향상된 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 문자나 도형 등의 필요한 정보를 디스플레이하기 위한 평면형화상표시장치로 사용되고 있는 액정 표시 장치(LCD)는 저소비 전력, 저전압구동력, 박형, 경량의 장점을 갖는 특징으로 특히, 주로 노트북형 PC와 같은 사무기기 등에 널리 적용되고 있으며, 그 표시화면이 점차 대형화되어감으로써 대량의 정보를 한 화면에 나타낼 수 있도록 되어 향후 벽걸이용 TV에까지 그 적용범위가 확대될 것으로 기대되고 있다.
액정표시장치에는 단순 매트릭스형 또는 액티브(active) 매트릭스형이 있으며, 단순 매트릭스형 액정표시장치에는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(Super Twisted Nematic: STN) 액정표시장치가 있으며, 액티브 매트릭스 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 각 화소에 비선형 특성을 갖춘 액티브소자를 부가하여 이 소자의 스위치특성을 이용하여 각 화소의 동작을 제어하는 것으로서, 통상 3단자형인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 이용되며, 2단자형인 MIM(Metal Isulator Metal)등 박막다이오드(Thin Film Diode:TFD)가 사용되기도 한다. 이러한 액티브소자를 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치에는, 화소 어드레스 배선과 함께 수만개 내지 수백만개가 유리기판상에 집적화되어서, 스위칭소자로서 작용하는 박막트랜지스터와 함께 매트릭스 구동 회로를 구성한다.
제1도는 종래의 트위스티드 네마틱(TN)형 액정 표시 장치의 단면도로서 제1기판(12)과 제2기판(26)이 소정의 간격만큼 이격되어 평행하게 배치되어 있으며, 그 주위는 프리트 글래스(frit glass)나 유기접착제 등으로 이루어지는 봉착재(시일재)(18)로 봉착되어 이것들에 의해 형성되는 내부 공간에 유전이방성이 정(正)인 네마틱 액정(20)이 봉입되어 있다.
상기 제1기판(12) 및 제2기판(26) 각각의 상호 대향하는 내면상에는 소정 패턴의 제1 투명 전극(14)과 제2 투명 전극(24)이 서로 교차되어 매트릭스형으로 형성되어 있다. 또한 상기 제1기판(12)과 제2기판(26) 각각의 상기 액정에 접하는 면은 그 면 부근의 액정 분자를 일정한 방향으로 배향시키는 제1액정배항막(16) 및 제2액정배향막(26)이 형성되어 있다. 이 두 액정배향막 각각은 고분자 화합물 또는 무기물질을 피복하여 만들고 액정 분자에 접하는 피복면을 솜이나 천으로 된 러빙로울러 등을 이용하여 일정한 방향으로 문지르는 러빙(rubbing)처리를 하여 복수의 미세한 홈을 형성시켜준다. 이와 같은 러빙처리를 통하여 상기 두 액정배향막에 일정한 방향으로 형성되어 있는 흠집을 따라 주입된 트위스티드 네마틱형 액정(20)이 배향된다. 그리고, 상기 제2기판(26)과 제2 투명전극 사이(24)에는 컬러필터(미도시)가 형성되어 칼라 화상이 제공된다.
액정의 방향에 관하여 설명하면, 제1기판(12)의 액정배향면(16)에는 제1의 일정방향을 선택해 주고, 제2기판(26)의 액정배향면(22)에는 제2의 일정 방향을 각각 선택하여 각각의 방향을 다르게 하여 줌으로써, 기판사이에 충진된 네마틱상 액정 분자(20)는 제1방향으로부터 제2방향으로 향하여 트위스트 배향된다. 상기 트위스트 배향을 형성시키기 위해 액정내에 좌선성 또는 우선성의 회전성 불순물(chiral dopant)이 0.01~1.0 중량 %가 첨가될 수 있으며 제1의 방향과 제2의 방향이 이루는 각도 즉 액정분자의 트위스트 각도는 임의로 선택하는 것으로서 트위스티드 네마틱 액정표시장치의 경우 일반적으로 90도가 선택된다.
또한, 제1기판(12)과 제2기판(26)의 외측면 각각에는 제1편광판(10)과 제2편광판(29)이 형성되어 있다. 이 두 편광판(10,29)의 편광측이 이루는 각도는 통상 액정 분자의 트위스트 각도(상기 제1의 방향과 제2의 방향이 이루는 각도)와 같은 각도나 영도(각각의 편광축이 평행)가 선택된다. 그리고 통상 액정 배향면 배향방향과 편광판의 편광축과는 서로 평행 또는 직교하도록 배치된다.
여기서 상기 액정표시장치의 제1편광판(10)으로부터 입사되는 입사광은 제1편광판(10)에 의해 선형으로 편광되며, 제1 투명 전극(14)과 제2투명 전극(24)사이에 전압이 인가되지 않은 오프상태일 때에는 액정층은 러빙방향을 따라 트위스트된 배향 구조를 그대로 유지하여 상기선형편광이 액정의 비틀림 각도만큼 연속적으로 비틀린 후, 상기 제2편광판(28)에 도달한다. 이 제2편광판(28)의 편광축이 상기 액정배열의 비틀림 각도와 일치하므로 광이 제2편광판(28)을 투과하게 되고 반사판(미도시)에 의해 반사되어 그 경로를 역행하여 액정표시장치의 제1편광판(10)의 상면으로 되돌아가게 되어 그 부분이 밝게 보인다.
반면에 두 투명 전극(14, 24) 사이에 전압이 인가된 온 상태일 때는 액정분자의 장축이 전계방향으로 세워져 트위스트 구조가 파괴되기 때문에 제1편광판(10)에 의해 편광된 입사광은 그 편광면이 회전하지 않으므로 제2편광판(28)에 의해 차단되어 반사판에 도달하지 못하고 상이 어둡게 보인다. 이러한 방식에 의해 전기신호는 액정층에 인가되는 전위의 인가여부에 따라 광학영상으로 변환하게 된다.
일반적으로 액정표시장치의 시야각 형성은 주로 액정 분자의 배향에 의해 결정된다. 액정 분자는 가늘고 긴 막대 모양으로 이루어져 있으며, 그 장축과 단축이 입사한 편광에 대해 각기 다르게 작용한다. 특히 전계가 인가되는 경우 액정분자가 기판에 대해 수직방향으로 재배열되므로 좌우방향으로는 액정분자의 배열이 대칭성을 가지지만, 상하방향에 대해서는 비대칭적인 배열을 가지게 된다. 이러한 액정분자의 비대칭배열은 상 투과율의 비대칭을 야기하므로, 상하 시야각이 비대칭적으로 형성된다. 따라서 그레이(gray) 반전 및 시야각 감소현상이 나타나는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하고 상하 시야각을 대칭적으로 가지도록 하기 위해서 화소 이분할 러빙방법 또는 화소 단위별 러빙방법이 제안되었다.
상기 화소분할 러빙방법을 설명하면, 먼저 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 제1 및 제2 투명 전극(14,24)을 덮도록 제1 및 제2기판(12,26)에 합성수지, 예를 들어 폴리이미드(polyimide), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리 파이롤(polypyrrole) 중에서 선택된 어느하나를 이용하여 제1 및 제2배향막(16,22)을 형성한다. 이어서 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 브러시 등을 통하여 한 방향(30)으로 흠집을 내도록 러빙하는 제1브러싱단계를 거친 후, 제4도에 나타나 있는 바와 같이 러빙된 상기 제1 및 제2배향막(16.22)을 포토레지스트(32)로 코팅한 다음, 다른 방향으로 러빙하고자 하는 부분위에 형성된 포토레지스트의 일부를 제거하여 제5도에 도시되어 있는 바와 같이 제1 및 제2배향막(16,22)의 일부를 노출시키는 포토레지스트패턴(32A)을 형성한다. 이어서 제6도와 같이 노출된 제1 및 제2배향막(16,22)을 제1브러싱단계를 통하여 러빙된 방향(30)과 다른 방향(34)으로 러빙하는 제2브러싱단계를 수행한 후, 포토레지스트패턴(32A)을 제거하는 단계를 거쳐서 제7도와 같은 액정표시장치를 완성한다.
그런데 상기한 화소 분할 러빙 방법은 한 번의 러빙 공정이 추가되어 공정이 복잡해지는 문제점이 있고, 제1브러싱단계 이후 포토레지스트 일부를 제거하는 포토리소그래피 공정에 의해 배향막표면이 손상된다. 따라서 이러한 제조방법에 의해 제조된 액정표시장치는 액정 분자의 배향성이 감소하여 표시의 품질이 떨어져서 수율이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질과 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질을 이용하여 배향막을 형성한 액정표시장치를 제공함으로써 시야각이 향상되고 표시의 품질이 개선된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정표시장치를 제조하는데 있어서 가장 적합한 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판과 제2기판위에 러빙방향에 대해 수직 또는 평행하게 배향하는 물질중에서 어느 하나로 형성된 제1배향막 및 제2배향막; 상기 제1배향막 및 제2배향막위의 소정 영역에 상기 러빙방향에 대해 상기 제1배향막 및 제2배향막의 배향방향과 수직하게 배향하는 물질로 형성된 제3배향막 및 제4배향막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 제2 배향막은 폴리스티렌 및 화학식(1)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되고, 상기 제3 및 제4 배향막은 폴리이미드로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 있어서, 상기 제3 및 제4 배향막이 형성되는 소정영역은 화소의 이분할 영역중 일 영역이거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라 필터 패턴이 형성되는 영역 중에서 선택된 어느 한 영역인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판의 내측면에 서로 평행하게 배치된 N개의 제1투명과, 상기 제2기판의 내측면에 상기 제1투명의 배열방향과 직교방향으로 서로 평행하게 배치된 M개의 제2투명과, 상기 제1투명전극과 제2투명전극이 교차하여 형성된 (N-1)×(M-1)=(NM-N-M+1)개의 화소로 이루어진 액정표시장치에 있어서,
러빙방향에 대해 수직 또는 평행하게 배향하는 물질중에서 어느 하나로 형성된 제1배향막이 형성된 (NM-N-M+1)/2[(NM-N-M+1)이 짝수일 때] 또는 (NM-N-M+1)/2±0.5 [(NM-N-M+1)이 홀수일 때]개의 제1화소와 상기 러빙방향에 대해 상기 제1배향막의 배향방향과 수직하게 배향하는 제2배향막이 형성된 (NM-N-M+1)/2 또는 (NM-N-M+1)/2±0.5 개의 제2화소가 격자형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
이때 상기 제1 배향막은 폴리스티렌 및 화학식(2)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되고, 상기 제2배향막은 폴리이미드로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제1투명전극 또는 제2투명전극이 접촉하는 박막트랜지스터를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명전극이 형성된 기판위에 러빙방향에 대해 수직 또는 평행하게 배향하는 물질중에서 어느 하나로 제1배향막을 형성하는 단계; 상기 제1배향막위에 상기 러빙방향에 대해 상기 제1배향막의 배향방향과 수직하게 배향하는 제2배향막을 형성하는 단계; 상기 제2배향막위에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로 하여 상기 제2배향막을 식각하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 배향막을 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 포토레지스트패턴은 단위화소를 이분할 하는 영역중 일 영역에 형성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라필터 패턴이 형성되는 영역중에서 선택된 어느 한 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판의 내측면에 서로 평행하게 배치된 N개의 제1투명전극과, 상기 제2기판의 내측면의 상기 제1투명전극의 배열방향과 직교방향으로 서로 평행하게 배치된 M개의 제2투명전극과, 상기 제1투명전극과 제2투명전극이 교차하여 형성된 (N-1)×(M-1)=(NM-N-M+1)개의 화소로 이루어진 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 투명전극이 형성된 기판위에 러빙방향에 대해 수직 또는 평행하게 배향하는 물질중에서 어느 하나로 제1배향막을 형성하는 단계; 상기 제1배향막위에 격자형태로 화소를 노출시키는 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로 하여 상기 제1배향막을 식각하는 단계; 상기 결과물 전면에 상기 러빙방향에 대해 상기 제1배향막의 배향방향과 수직하게 배향하는 제2배향막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴과 그 위에 형성된 제2배향막을 리프트-오프방법으로 제거하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 배향막을 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 화소분할 또는 화소단위별로 분할하여 서로 다른 방향으로 러빙하는 공정이 한 번의 러빙단계에 의해 수행되기 때문에 배향막 표면의 손상이 최소화되고 공정이 단순화된다. 또한 상기 단순화된 공정에 의해 제조된 액정표시장치는 서로다른 배향방향, 예를들면 배향방향이 이루는 각도가 90도 인 둘 이상의 배향막이 형성되기 때문에 시야각이 향상되고 액정 분자의 감소와 같은 문제점이 해결되어 표시의 품질이 개선된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 의해 제조된 액정표시장치의 단면도가 제8도에 도시되어 있다.
상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판(82) 및 제2기판(94)의 외측면에는 제1 및 제2 편광판(80, 96)이 형성되어 있고, 내측면에 제1배향막(84, 92)이 형성되어 있다. 그리고 상기 제1배향막(84, 92)의 소정 영역에 제2배향막(86, 90)이 형성되어 있으며 상기 제1배향막(84, 94)과 제1배향막(86, 90) 사이에 액정분자(88)가 주입되어 있다. 상기 제1배향막(84, 92)과 그 위에 형성된 제2배향막(86, 90)은 방향의 수평 대칭성 및 수직 대칭성을 고려하여 서로 수직한 배향방향을 가지고 있다.
상기 제1 및 제2 기판(82,94)에 형성되고 액정분자(88)와 접촉하는 제1배향막(84, 92)의 배향방향은 하방향에 최적 시야각을 얻을 수 있도록 된 방향이다. 이와 같은 러빙 방향만을 가지는 경우 상방향에 대한 최적시야각을 얻을 수 없다. 반면 제2 배향막(86, 90)에 형성된 배향방향은 상방향에 최적이 시야각을 얻을 수 있도록 된 방향이다. 이와 같은 러빙 방향만을 가지는 경우 상방향에 대한 최적 시야각을 얻을 수 없다. 반면 제2배향막(86, 90)에 형성된 배향방향은 상방향에 최적의 시야각을 얻을 수 있도록 된 방향이다. 따라서 동일러빙방향(97)에 대해 서로 다르게 배향하는 서로 다른 물질층을 동일화소 내에 마련함으로써 한 화소내에서 상하방향 최적 시야각을 얻을 수 있는 배향방향을 구축할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1배향막을 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질을 이용하여 형성하고, 제2배향막을 러빙방향에 대해 수직하게 물질을 이용하여 형성할 수도있다.
제9도는 본 발명의 제1실시예에 의한 배향막의 러빙방향을 도시한 개략도이다.
실선은 제1기판의 러빙방향을 나타낸 것이고, 점선은 제2기판(미도시)의 러빙방향을 나타낸 것이다. 이분할된 단일 화소에 있어서, 이분할 영역중 상측화소(98)는 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질, 예를 들면 폴리스티렌 및 화학식(3)으로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 형성되어 있고, 하측화소(100)는 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질, 예를 들면, 폴리이미드로 형성되어 있다.
따라서 제1기판을 보면 동일 러빙방향에 대해 상측화소(98)와 하측화소(100)의 배향막의 배향방향이 90도를 이루고 있다.
제10도는 본 발명의 제2실시예에 의한 액정표시장치의 수직단면도이다.
상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 제1기판(104) 및 제2기판(120)과, 상기 제1 및 제2기판의 외측면에는 제1 및 제2편광판(102, 122)이 형성되어 있고, 상기 제1기판(104)의 내측면에는 서로 평행하게 배치된 복수개의 제1투명전극(108)과 상기 제2기판의 내측면에는 상기 제1투명전극(108)의 배열방향과 서로 평행하게 배치된 복수개의 제2투명전극(116)이 형성되어 있다. 그리고 상기 제1투명전극(108)과 제2투명 전극(116)이 교차하여 형성하는 복수개의 화소에 각각 배향막이 형성되어 있다. 이 때 상기 화소중 어느 하나의 화소에 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질로 이루어진 제1배향막(110, 114)이 형성되어 있는 경우 상기 화소와 상하좌우에 인접하고 있는 화소에는 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질로 이루어진 제2배향막(111, 115)이 형성되어 있다. 그리고 상기 복수개의 제1배향막(110, 114)과 제2배향막(111, 115)의 사이에 액정분자(112)가 주입되어 있으며 이 액정분자가 밀폐되도록 봉입하는 봉입재(124)가 형성되어 있다.
상기 제1배향막(110, 114)과 상기 제2배향막(111, 115)은 방향의 수평 대칭성 및 수직 대칭성을 고려하여 서로 수직한 배향방향을 가지고 있다.
상기 제1 및 제2 기판(104,120)에 형성되어 있는 화소중 제1배향막(110, 114)이 형성되어 있는 화소는 그 제1배향막(110, 114)의 배향방향이 하방향에 최적 시야각을 얻을 수 있도록 된 방향이다. 이와 같은 러빙 방향만을 가지는 경우 상방향에 대한 최적 시야각을 얻을 수 없다. 반면 제1배향막(110, 114)이 형성되어 있는 화소와 인접하고 있는 화소에 형성되어 있는 제2배향막(111, 115)의 배향방향은 상방향에 최적의 시야각을 얻을 수 있도록 된 방향이다. 따라서 동일 러빙방향에 대해 서로 다르게 배향하는 서로 다른 물질층을 화소단위별로 마련함으로써 액정표시장치 패널에 있어서 상하방향 최적 시야각을 얻을 수 있는 배향방향을 구축할 수 있다.
제11도는 본 발명의 제2실시예에 의한 배향막의 러빙방향을 도시한 개략도이다.
실선은 제1기판의 러빙방향을 나타낸 것이고, 점선은 제2기판(도면에는 도시되지 않음)의 러빙방향을 나타낸 것이다. 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 화소에 있어서, 제1화소(126)들은 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질, 예를 들면 폴리스티렌 및 화학식(4)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 형성되어 있고, 상기 제1화소와 상하좌우에 인접하고 있는 제2화소(128)들은 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질, 예를 들면, 폴리이미드로 형성되어서 제1화소(126)와 제2화소(128)가 격자형태로 형성되어 있다.
따라서 제1기판을 보면 동일 러빙방향에 대해 제1화소(126)와 제2화소(128)의 배향막의 배향방향이 90도를 이루고 있다.
제12도 내지 제15도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
제12도는 제1배향막(132)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
소다 글라스 등과 같은 기판(130)의 전면에 투명전극 막을 코팅한 다음 사진 식각공정으로 투명 전극패턴(미도시)을 형성한다. 이어서 투명전극패턴이 형성된 기판의 상면에 제1배향막(132)으로서 러빙방향에 대해 수직으로 배향하는 성질을 지니는 물질, 예를 들어 폴리스티렌 및 화학식(5)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 피복한다.
제13도는 제2배향막(134)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 제1배향막(132)위에 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 성질을 지니는 물질, 예를 들어 폴리이미드를 이용하여 제2배향막(134)을 형성한다.
제14도는 포토레지스트패턴(136A) 및 제2배향막 패턴(134A)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 제2배향막(134)위에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 현상하여 포토레지스트패턴(136A)을 형성한다. 이때 형성되는 포토레지스트패턴(136A)은 단일 화소를 이분할하도록 형성될 수도 있고, 화소내에 형성되는 칼라필터의 적색, 녹색, 청색 등의 각 셀중의 하나 이상의 셀위에 형성될 수도 있다. 이어서 상기 포토레지스트패턴(136A)을 식각마스크로 하여 상기 제2배향막(134)을 식각하여 제2배향막패턴(134A)을 형성한다. 이때 식각의 종점은 제1배향막(132)의 표면으로 잡는다.
제15도는 상기 제1 및 제2 배향막(132, 134A)을 러빙하는 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 포토레지스트패턴(136A)을 제거한 후, 제1 및 제2 배향막(132, 134A)이 형성되어 있는 표면을 러빙로울러를 회전시키면서 러빙방향(138)으로 러빙하여 일정배향을 형성한다. 러빙공정에 의해 제1배향막(132)과 제2배향막(134)의 배향방향이 서로 90도를 이루도록 형성된다.
제16도 내지 제18도는 본 발명의 제2실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
제16도는 제1배향막(162) 및 포토레지스트패턴(164A)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
소다 글라스 등과 같은 기판(160)의 전면에 투명전극 막을 코팅한 다음 사진 식각공정으로 투명 전극패턴(도면에는 도시되지 않음)을 형성한다. 이어서 투명전극패턴이 형성된 기판의 상면에 제1배향막(162)으로서 러빙방향에 대해 수직으로 배향하는 성질을 지니는 물질, 예를 들어 폴리스티렌 및 화학식(6)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 피복한다. 다음에 상기 제1배향막(162)위에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 현상하여 포토레지스트패턴(164A)을 형성한다. 이 때 상기 포토레지스트패턴(164A)은 복수개의 화소를 격자무늬로 노출시키도록 형성한다.
제13도는 제2배향막(166A, 166B)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 포토레지스트패턴(164A)을 식각마스크로 하여 상기제1배향막(162)을 식각한 후, 상기 결과물 전면에 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 성질을 지니는 물질, 예를 들어 폴리이미드를 이용하여 제2배향막(166A, 166B)을 형성한다.
제14도는 포토레지스트패턴(166A)을 제거하고, 제1 및 제2배향막(164A, 166B)을 러빙하는 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 포토레지스트패턴(164A)을 리프트-오프방법을 사용하여 제거하면 상기 포토레지스트패턴(164A)위에 형성된 제2배향막(166A)도 동시에 제거된다. 이어서 제1배향막(164A)과 제2배향막(166B)이 형성되어 있는 표면을 러빙로울러를 회전시키면서 러빙방향(168)으로 러빙하여 일정한 배향을 형성한다. 러빙공정에 의해 제1배향막(164A)과 제2배향막(166B)의 배향방향이 서로 90도를 이루게 된다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 서로 다른 배향물질로 형성된 제1배향막과 제2배향막이 이루는 배향방향이 서로 90도를 이루게 되므로 전계가 인가되는 경우 액정분자가 좌우방향으로 배열의 대칭성을 가지는 것 이외에도, 상하방향에 대해서도 대칭적인 배열을 지니게 되므로 광학적 보상이 일어나 시야각이 향상된다.
또한 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 의하게 되면, 화소분할 또는 화소단위별로 분할하여 서로 다른 방향으로 러빙하는 공정이 한번의 러빙단계에 의해 수행되기 때문에 배향막 표면의 손상이 최소화되어 액정 분자의 배향성 감소와 같은 문제점이 해결되어 표시의 품질이 개선된 액정표시장치를 형성할 수 있다.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (17)

  1. 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 상부 및 하부기판; 상기 상부 및 하부 기판상에 각각 형성되고, 러빙 방향에 대해 수직하게 배향하는 배향 물질로 형성된 제1 배향막; 상기 제1 배향막상에 형성되고, 상기 러빙 방향에 대해 평행하게 배향하는 배향 물질로 형성되고, 상기 제1 배향막과 동시에 상기 러빙방향으로 러빙되어 상기 제1 배향막에 대해 수직하게 배향된 제2 배향막패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 배향막은 폴리스티렌 및 화학식(7)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되고, 상기 제2 배향막 패턴은 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제2 배향막 영역은 각각 화소의 2분할 영역중 하나를 정의하며, 상기 제2 배향막 패턴과 상기 제 1배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제1 배향막 영역은 각각 화소를 정의하며, 상기 제2 배향막 패턴과 상기 제1 배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 상부 및 하부기판; 상기 상부 및 하부 기판상의 복수개의 제1 영역들에 각각 형성되고, 러빙 방향에 대해 수직하게 배향되는 물질로 형성된 제1 배향막 패턴; 상기 복수개의 제1영역들과 교대하는 복수개의 제2 영역들에 형성되고, 상기 러빙 방향에 대해 평행하게 배향되는 물질로 형성되고, 상기 제1 배향막 패턴과 동시에 상기 러빙방향으로 러빙되어 상기 제1배향막 패턴에 대해 수직하게 배향된 제2 배향막 패턴으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 배향막 패턴은 폴리스티렌 및 화학식(8)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되고, 상기 제2배향막 패턴은 폴리이미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 투명전극이 형성된 기판위에 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질로 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1 배향막위에 상기 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질로 제2 배향막을 형성하는 단계; 상기 제2 배향막위에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로 하여 상기 제2 배향막을 식각하여 제2 배향막 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제1 배향막 및 제2 배향막 패턴을 동시에 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제1 배향막 영역은 각각 화소의 2분할 영역중 하나를 정의하며, 상기 제2 배향막 패턴과 상기 제 1배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제1 배향막 영역은 각각 화소를 정의하며, 상기 제2 배향막 패턴과 상기 제1 배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 투명전극이 형성된 기판위에 러빙 방향에 대해 수직하게 배향하는 물질로 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1 배향막위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 제1배향막을 식각하여 제1 배향막 패턴을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면에 상기 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질로 제2 배향막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴과 그 위에 형성된 제2 배향막을 리프트-오프방법으로 제거하여, 상기 제1 배향막 패턴과 교대로 배열되는 제2 배향막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 배향막 패턴을 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 투명전극이 형성된 기판위에 러빙방향에 대해 평행하게 배향하는 물질로 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1 배향막위에 상기 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질로 제2 배향막을 형성하는 단계; 상기 제2 배향막위에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트패턴을 식각마스크로 하여 상기 제2 배향막을 식각하여 제2 배향막 패턴을 형성하는 단계.
    상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계; 및 상기 제1 배향막 및 제2 배향막 패턴을 동시에 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  12. 투명전극이 형성된 기판위에 러빙 방향에 대해 평행하게 배향하는 물질로 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1 배향막위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 제1 배향막을 식각하여 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면에 상기 러빙방향에 대해 수직하게 배향하는 물질로 제2 배향막을 형성하는 1단계; 상기 포토레지스트패턴과 그 위에 형성된 제2 배향막을 리프트-오프방법으로 제거하여, 상기 제1 배향막 패턴과 교대로 배열되는 제2 배향막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 배향막 패턴을 동시에 러빙하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 제1 배향막 패턴과 상기 제2배향막 패턴은 각각 화소 또는 각 화소의 이분할된 영역을 정의하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 상호 나란하게 소정 간격만큼 이격 배치된 상부 및 하부기판; 상기 상부 및 하부 기판상에 형성되고, 러빙 방향에 대해 평행하게 배향하는 배향 물질로 형성된 제1 배향막; 상기 제1 배향막상에 형성되고, 상기 러빙 방향에 대해 수직하게 배향하는 배향 물질로 형성되고, 상기 제1배향막과 동시에 상기 러빙방향으로 러빙되어 상기 제1배향막과 수직하게 배향된 제2배향막 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 배향막은 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되고, 상기 제2 배향막 패턴은 폴리스티렌 및 화학식(9)로 표시되는 폴리스티렌 유도체들로 이루어진 군에서 선택된 어느하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제1배향막 영역은 각각 화소의 2분할 영역중 하나를 정의하며, 상기 제2배향막 패턴과 상기 제1배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제2배향막 패턴 및 상기 제2배향막 패턴에 의해 노출되는 상기 제1배향막 영역은 각각 화소 또는 화소의 2분할 영역중 하나를 정의하며, 상기 제2배향막 패턴과 상기 제1배향막의 노출 영역은 서로 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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