KR100412122B1 - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 하나의 화소가 양 대각방향으로 4부분으로 분할된 4도메인 액정셀을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 제1전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 대향하는 2개의 도메인에는 제1배향막을 형성하는 단계와, 제2전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 나머지 2개의 도메인에는 제2배향막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되며, 별도로 와이드뷰 필름을 사용치 않고도 광시야각을 확보할 수 있으며, 종래의 트위스틱 네마틱 모드 액정표시장치에 비해 빠른 응답시간을 얻을 수 있다. 또한, 종래 공정단계를 그대로 사용하므로 별도의 공정장비 수정이나 추가없이 본 발명을 제조할 수 있고, 마스크 공정이 생략되므로 가격단가를 낮추는데 유리하다.

Description

액정표시장치의 제조방법{Method for manufacturing liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴화된 전사판인 에이.피.알 플레이트(APR Plate)를 이용하여 마스크를 사용하지 않고 멀티도메인 액정셀을 제조할 수 있는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 액정표시장치는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 하부기판과, 적녹청의 3가지의 컬러필터층이 반복 배열되어 있는 상부기판과, 양 기판사이에 개재된 액정층 및 상하 편광판을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 액정표시장치에 있어서 상하 편광판 사이에 트위스트 배향된 액정셀에 전압을 인가하여 상을 구현하는 트위스트 네마틱(TN)모드 액정표시장치는 시야각에 따라 각 계조표시에서의 광투과율이 달라지는 특성을 보유하므로 대면적화에 제한이 되고 있다.

또한, 좌우방향의 시야각에 대해서는 광투과율이 비교적 대칭적으로 분포하지만 상하방향에 대해서는 광투과율이 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향의 시야각에서는 상이 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 단점이 있었다.

이에 시야각 개선을 위하여 각 화소내에서 주시야각 방향을 달리하여 시야각의 보상효과을 내는 멀티도메인 액정셀이 제안되었다.

도 1a 내지 1f는 종래 기술에 따른 2도메인 액정셀의 제조방법을 도시한 각 공정별 단면도이다.

종래 2도메인 액정셀의 제조방법은, 기판(10)상에 배향막(12)을 도포하는 단계(도1a)와, 상기 도포된 배향막(12)을 일방향으로 러빙하는 단계(도1b)와, 상기 러빙된 배향막(12)을 감광막(14)으로 도포하는 단계(도1c)와, 상기 감광막(14)을 마스크 공정으로 노광 및 인화하는 단계(도1d)와, 상기 감광막(14)이 제거된 부분의 배향막(12)을 상기 일방향과 반대방향으로 러빙하는 단계(도1e)와, 상기 감광막(14)을 제거하는 단계(도1f)로 이루어져 있다.

상기 종래 방법으로 형성된 2도메인 액정셀은 각 화소 도트(dot)내에서 프리틸트 방향이 서로 반대가 되도록 배향처리를 한 것으로 각 도트를 2개로 분할하게 된다. 따라서, 한 화소 도트에서 2개의 도메인을 보유하여 이러한 셀에 계조표시 전압을 인가하면 2도메인의 액정방향이 서로 반대방향으로 경사지게 되어 시야각에 따른 광투과율이 보상하게 되고 결국은 시야각이 넓어지게 되는 것이다.

한편, 이러한 2도메인 액정셀 뿐만 아니라 한 화소의 도트를 4개로 분할하는 4도메인 액정셀의 제조방법도 이와 같다. 이러한 4도메인 액정셀은, 도 2에 도시된 바와 같이, 도메인이 4개로 분할되어 있으므로 시야각의 보상효과가 2도메인 액정셀보다 크다. 이때, 도면의 화살표는 배향방향을 나타낸다.

그러나, 상기와 같은 종래의 2도메인을 비롯한 멀티도메인 액정셀의 제조방법은 도포된 배향막을 러빙하고, 포토레지스트를 마스크로 사용하여 첫 번째 러빙을 한 후, 재차 포토레지스트를 제거하는등 공정이 복잡하게 되어 공정시간 및 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 액정의 응답시간을 20 내지 30 msec이하로 개선하려고 오.씨.비 모드(OCB mode; Optically Compensative Band mode)가 제안되고 있으나 아직 기술적으로 셀갭이나 보상판 문제점이 있다. 한편, 시야각 개선을 위하여 인플레인 스위칭 모드(IPS mode; In Plane Switching mode)나 와이드뷰 필름(WV film: WideView film)을 부착하고 있으나, 와이드뷰 필름은 고가이고 인플레인 스위칭 모드는 시야각은 개선되나 구동전압이 높으며 응답시간이 느리다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 패턴화된 전사판인 에이.피.알 플레이트(APR Plate)를 이용하여 마스크를 사용하지 않고 멀티도메인 액정셀을 제조할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1a 내지 1f는 종래 기술에 따른 2도메인 액정셀의 제조방법을 도시한 각 공정별 단면도.

도 2는 종래의 4도메인 화소분할을 나타내는 평면도.

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 에이.피.알. 플레이트 패턴을 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 4도메인 화소분할을 나타내는 평면도.

도 5 및 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소분할을 나타내는 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 기판 12; 배향막

14; 감광막 31,32; 수평배향막이 형성된 도메인

33,34; 수직배향막이 형성된 도메인

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 하나의 화소가 양 대각방향으로 4부분으로 분할된 4 도메인 액정셀을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 제1전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 대향하는 2개의 도메인에는 제1배향막을 형성하는 단계와, 제2전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 나머지 2개의 도메인에는 제2배향막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 수평배향막이 형성되어 있는 제1전사판의 패턴을 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수직배향막이 형성되어 있는 제2전사판의 패턴을 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 4도메인 액정셀을 도시한 평면도이다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 준비된 기판의 표면을 세정하는단계를 먼저 실시하여 이물질등을 제거한다. 그 다음, 기판상에 배향제, 예를 들어 폴리이미드를 도포하여 배향막을 헝성한다. 이때, 배향막 형성단계는 하기와 같은 공정을 거친다.

상기 배향막 형성단계는, 먼저 롤(roll)상에 폴리이미드를 얇고 균일하게 도포한다. 상기 도포된 폴리이미드를 미리 준비된 전사판에 인쇄한다. 이어서, 전사판에 인쇄된 폴리이미드를 기판에 도포하면 배향막이 형성된다.

여기서, 본 발명에 따른 전사판은 제1전사판과 제2전사판을 준비하는데 상기 전사판은 그 폭이 약 50마이크로미터인 패턴화된 에이.피.알. 플레이트(APR plate; Asai Kasei Photosensitive Resin plate)를 사용한다.

상기 제 1전사판 즉 제 1의 패턴화된 에이.피.알. 플레이트에 폴리이미드를 인쇄하는데, 도 3a에 도시된 바와 같이, 하나의 화소를 양 대각방향으로 4부분으로 분할한 4도메인중 대향하는 2개의 도메인, 예를 들어 좌우 2개의 도메인(31)(33)에 제1배향막을 형성한다. 여기서, 상기 제1배향막은 수평배향이 되게끔 한다.

그 다음, 상기 제2전사판 즉 제 2의 패턴화된 에이.피.알. 플레이트에 폴리이미드를 인쇄하여, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하나의 화소를 양 대각방향으로 4부분으로 분할한 4도메인중 나머지의 대향하는 2개의 도메인, 예를 들어 상하 2개의 도메인(32)(34)에 제2배향막을 형성한다. 여기서, 상기 제2배향막은 수직배향이 되게끔 한다.

상기와 같이 도포된 폴리이미드가 인쇄된 에이.피.알. 플레이트를 기판에 도포하여 배향막을 형성한 후에는 가소성(Pre Cure)단계에서 섭씨 약 150도로 가열하여 수분을 증발시키고 에이징(Aging)하여 폴리이미드막의 굴곡을 완화시킨다. 이어, 소성단계(Main Cure)에서 섭씨 약 220도 정도에서 배향막 경화를 위해 잔류 수분을 증발시킨다.

상기와 같은 가소성 및 소성단계 후에는 일정한 프리틸트각을 형성시키고 액정분자를 일정방향으로 정렬시키기 위해 롤러(roller)에 천을 감아 회전시키면서 폴리이미드가 도포된 기판을 문질러 주어 폴리이미드상에 일정한 방향성을 주는 러빙공정을 행한다. 이 경우, 액정표시장치의 사용용도나 주시야각 방향에 따라 러빙방향을 정한다.

상기 러빙공정에 의해서 기판표면에 대한 액정분자의 장축의 경사각도인 플리틸트각이 결정된다. 따라서, 상기 제1배향막과 제2배향막의 프리틸트각이 서로 다르게끔 한다. 한편, 상기 러빙공정 대신에 자외선을 조사하여 배향시키는 광배향처리를 할 수 있다. 상기 광배향처리는 러빙공정에서 발생할 수 있는 정전기나 오염등을 방지할 수 있다.

상기와 같이 러빙공정을 행한 후 조립공정등을 비롯한 일련의 후속공정을 행하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 4도메인 액정셀을 구비한 액정표시장치가 완성된다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 패턴화된 에이.피.알. 플레이트는 그 패턴이 동일하거나 규칙적인 것을 사용한다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 4도메인 액정셀의 형성을 위한 에이.피.알. 플레이트 패턴으로 상기 4도메인 각각(도 a,b,c 및 d) 다른 배향막을 도포하기 위한 패턴이다. 또다른 예는, 도 6에 도시된바와 같이, 4도메인 액정셀의 형성을 위한 에이.피.알. 플레이트 패턴으로 4도메인의 대각방향으로 2개의 도메인에 제1배향막(α)을 형성하고, 나머지의 다른 2개의 도메인에는 제2배향막(β)을 도포하기 위한 패턴이다.

상기와 같이 화소를 여러개 분할하면 한 화소 도트에서 다수의 도메인을 보유하여 이러한 셀에 계조표시 전압을 인가하면 인접도메간의 액정방향이 서로 반대방향으로 경사지게 되어 시야각에 따른 광투과율을 보상한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 있어서는 별도로 와이드뷰 필름(WV film)을 사용치 않고도 광시야각을 확보할 수 있으며, 종래의 트위스틱 네마틱 모드 액정표시장치에 비해 빠른 응답시간을 얻을 수 있다.

또한, 종래 공정단계를 그대로 사용하므로 별도의 공정장비 수정이나 추가없이 본 발명을 제조할 수 있고, 마스크 공정이 생략되므로 가격단가를 낮추는데 유리하다.

Claims (6)

1. 하나의 화소가 양 대각방향으로 4부분으로 분할된 4 도메인 액정셀을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

   제1전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 대향하는 2개의 도메인에는 제1배향막을 형성하는 단계와, 제2전사판을 이용하여 상기 4분할된 도메인중 나머지 2개의 도메인에는 제2배향막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1전사판 및 제2전사판은 패턴화된 에이.피.알. 플레이트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 패턴화된 에이.피.알. 플레이트는 그 폭이 50 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 패턴화된 에이.피.알. 플레이트는 그 패턴이 동일하거나 규칙적인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1배향막은 수평배향막이고 상기 제2배향막은 수직배향막이거나, 또는 그 역인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1배향막 및 제2배향막은 프리틸트각이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.