KR100304913B1 - 액정표시소자의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 액정배향에 관한 것으로 특히, 화소분할 배향으로 콘트라스트비(Contrast Ratio)를 균일하게 향상시켜 시야각특성을 향상시키는데 적당하도록한 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 제 1 투명 절연기판을 수직에서 2∼3°의 경사로하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용한 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과, 제 1, 제 2 영역으로 분할된 복수개의 화소로 구성된 제 2 투명 절연기판을 수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 1 화소영역에만 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과, 상기의 제 2 투명 절연기판을 반전시켜 180° 수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DCT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 2 화소영역에 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정을 포함하여 구성된다.

Description

액정표시소자의 제조방법

본 발명은 액정표시소자의 액정배향에 관한 것으로, 특히, 화소분할 배향으로 콘트라스트비(Contrast Ratio : CR)를 균일하게 향상시켜 시야각특성을 개선하는데 적당하도록 한 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시소자(Liquid Crystal Display :LCD)는 TFT(Thin Film Transistor)와 화소전극이 배열되어 있는 하판(Bottom Plate)과, 색상을 나타내기 위한 칼라필터(Color Filter) 및 공통전극으로 구성된 상판(Top Plate), 그리고 상기의 상판과 하판의 투명 절연기판 사이에 액정이 채워져 있는 디스플레이 소자(Display device)이다.

LCD는 LCD의 표면에 대해 사람의 눈이 이루는 각도에 따라 빛이 액정층을 통과하는 경로가 달라져서 액정의 복굴절효과로 인하여 투과광량이 변화하게 된다.

이와 같이 시야각에 따라 투과율변화(콘트라스트비 변화)가 일어나는 특성을 LCD의 시야각특성이라 한다.

제 1 도 (a)는 종래의 액정표시소자의 구성도이고, 제 1 도 (b)는 종래의 액정표시소자의 콘트라스트비를 나타낸 그래프이다.

제 1 도 (a)에서와 같이, 종래의 액정표시소자는 대향되어 있는 투명 절연기판(1a)(1b)상에 단위 화소전극을 배열시키고 폴리이미드를 도포시켜 액정을 일정한 방향으로 배향시키고 있다.

액정은 폴리이미드 위에서 일정한 방향과 프리틸트(Pretilt)각을 갖고 배향되어 있으며, 액정표시소자에 전압을 인가하면 액정의 장축이 전계방향으로 방향을 바꿔 편광판(2)(3)의 흡수축(4a)(4b)으로 선편광된 빛의 경로를 바꾸기 때문에 표시소자의 기능을 하게 된다.

"A"는 주시야각 방향이고, "B"는 배향막에 배향돌기를 형성하기 위한 러빙방향이다.

즉, 회전하는 드럼(Drum)에 부착된 러빙포로 폴리이미드가 도포된 패널(Panel)을 일정방향으로 러빙하여 일정방향의 홈을 만든다.

상기의 러빙공정으로 형성된 종래의 액정표시소자의 주시야각 방향에서의 콘트라스트비와 주시야각 반대방향의 콘트라스트비를 비교해보면, 제 1 도 (b)에서와 같이 같은 크기의 콘트라스트비를 갖는 각도의 크기가 차이가 나타내고 있다.

이러한 이유는 빛이 액정층을 지날 때 주시야각 방향과 주시야각 반대방향으로 진행되어 감에 따라 액정분자의 장축방향으로 진동하는 빛과 장축방향에 수직방향으로 진동하는 빛의 굴절율이 서로 다른 굴절율 이방성에 의하여 복굴절성으로 나타나는 광학적 이방성(Optical Anisotropy):△ n)이 크게 다르기 때문이다.

여기서, "C"는 시야각에 따른 콘트라스트비(Contrast Ratio)의 동일크기를 나타낸 것이다.

제 2 도 (a)는 종래의 액정표시소자의 액정표시 특성을 나타낸 평면도이고, (b)는 종래의 액정표시소자의 액정표시 특성을 나타낸 단면도이다.

제 2 도 (a)에서와 같이, 러빙된 방향으로 프리틸트각을 갖고 배향되어 있는 액정분자가 전압이 인가되면 전계방향에 따라 액정분자의 장축방향이 바뀌게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 액정표시소자는 액정분자(5)의 배열상태가 제 2 도 (b)에서와 같이 중심방향에 대해 어느 정도 기울어져 있어 선편광된 빛이 액정층을 통과할 때 액정층에서 경험하는 △ n이 각각 다르기 때문에 상방향과 하방향에서의 CR에 차이가 생긴다. 그러므로 대면적의 액정표시소자에서는 표시특성이 저하된다.

그리고 배향막 형성을 러빙공정으로 하기 때문에 이때 발생하는 정전기로 인해 화소의 라인성 결함을 유발시켜 표시소자의 표시특성이 저하된다.

또한, 러빙공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위한 추가의 세정공정을 해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 액정의 배향방법과 액정분자의 프리틸트각을 달리하여 시야각특성을 향상시킨 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 제 1 투명 절연기판을 수직에서 2∼3°의 경사로 하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용한 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과, 제 1, 제 2 영역으로 분할된 복수개의 화소로 구성된 제 2 투명 절연기판을 수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 1 화소영역에만 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과, 상기의 제 2 투명 절연기판을 반전시켜 수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 2 화소영역에 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 액정표시소자의 제조방법을 상세히설명하면 다음과 같다.

제 3 도 (a)는 DOT형 파인메탈 마스크의 구성도이고, (b)는 본 발명의 액정표시소자의 상판배향막 형성 공정단면도이고, (c)는 본 발명의 액정표시소자의 하판배향막 형성 공정단면도이다.

DOT형 파인메탈 마스크의 구성도인 제 3 도 (a)에서와 같이, 투명절연의 상판(30a) 공정시의 DOT형 파인메탈 마스크(33)는 단위화소 크기의 홀(hole)이 복수개 형성되어 있고, 하판(30b) 공정시의 DOT형 파인메탈 마스크(33)는 크기가 단위 화소의 1/2 크기인 홀(hole)이 복수개 형성된 것이다.

제 3 도 (b)에서와 같이, 상기의 DOT형 파인메탈 마스크(33)를 이용하여 공통전극(31)이 형성된 투명절연의 상판(30a)을 수직에서 2∼3° 의 경사로 기울여 스퍼터링 공정으로 무기질의 배향제를 증착한다.

상기의 공정으로 형성된 배향막(34)의 배향돌기는 일방향으로 2∼3° 의 프리틸트각(pretilt angle)을 갖는다.

그리고 제 3 도 (c)에서와 같이, 단위화소의 1/2크기의 홀(hole)이 복수개 형성된 DOT형 파인메탈 마스크(33)를 이용하여 화소의 중심에서 제 1 영역, 제 2 영역으로 분할하여 화소전극(32)이 형성된 투명절연의 하판(30b)을 수직에서 5∼6°의 경사로 기울여 스퍼터링 공정으로 제 1 영역에만 무기질의 배향제를 증착한다.

상기의 공정으로 배향제(34)의 배향돌기는 5∼6°의 프리틸트각(Pretilt Angle)을 갖도록 형성된다.

이어, 상기의 투명절연의 하판(30b)를 180°반전하여 배향막이 형성되지 않은 제 2 영역상에 상기의 DOT형 파인메탈 마스크(33)를 이용하여 스퍼터링 공정으로 무기질의 배향제를 증착한다.

상기의 공정으로 제 2 영역상의 배향막(34)의 배향돌기는 제 1 영역상의 배향돌기와 반대방향의 5∼6°의 프리틸트각을 갖도록 형성된다.

상기와 같은 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 본 발명의 액정표시소자의 구조단면도인 제 4 도에서와 같이, 배향제로 무기질을 사용하므로 유기막질을 사용하여 발생하는 화면의 표시특성의 저하를 줄이고, 투명절연의 상판(30a)의 단위화소(35a)는 일방향으로 배향돌기를 형성하여 액정분자(36)를 배향하고, 투명절연의 하판(30b)의 단위화소(35b)는 분할하여 배향돌기를 형성해서 액정분자(36)를 배향하여 상, 하에서 경험하는 콘트라스트비의 크기가 같으므로 시야각특성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, DOT형 파인메탈 마스크를 사용하여 스퍼터링 공정으로 배향막을 형성하므로 러빙 및 배향막 인쇄공정, 세정공정을 하지 않으므로 공정을 단순화하고 제조원가를 절감할 수 있다.

제 1 도 (a)는 종래의 액정표시소자의 구성도

(b)는 종래의 액정표시소자의 콘트라스트비를 나타낸 그래프

제 2 도 (a)는 종래의 액정표시소자의 액정표시 특성을 나타낸 평면도

(b)는 종래의 액정표시소자의 액정표시 특성을 나타낸 단면도

제 3 도 (a)는 DOT형 파인메탈 마스크의 구성도

(b)는 본 발명의 액정표시소자의 상판배향막 형성 공정단면도

(c)는 본 발명의 액정표시소자의 하판배향막 형성 공정단면도

제 4 도는 본 발명의 액정표시소자의 구조단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30a, 30b : 투명 절연기판 31 : 공통전극

32 : 화소전극 33 : DOT형 파인메탈 마스크

34 : 배향막 35a, 35b : 단위 화소

36 : 액정분자

Claims (3)

1. 제 1 투명 절연기판을 수직에서 2∼3°의 경사로하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용한 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과,

   제 1, 제 2 영역으로 분할된 복수개의 화소로 구성된 제 2 투명 절연기판을 수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DCT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 1 화소영역에만 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정과,

   상기의 제 2 투명 절연기판을 반전시켜 180°수직에서 5∼6°의 경사로 하여 DOT형 파인메탈 마스크를 사용하여 제 2 화소영역에 스퍼터링 공정으로 배향제를 증착하여 배향돌기를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배향제는 무기질인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 투명 절연기판의 제 1 화소영역과, 제 2 화소영역의 배향돌기는 서로 반대방향의 프리틸트각을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.