KR100466391B1 - 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에서 선택되어진 임의의 기판상에 배향막액 배리어를 형성하는 단계와, 상기 기판상의 액티브 영역내에 적어도 하나 이상의 노즐을 통하여 배향막액을 강하시키는 단계와, 상기 배향막액이 강하된 기판을 회전장치를 이용하여 회전시키는 단계와, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하여 구성되며, 고가의 장비 불요 및 공정의 단순화, 배향막의 두께 조절 용이, 배향막 형성공정과 아울러 배향막 경화공정과의 병행 실시 가능, 액정의 고른 분산, 액정 분산의 시간적 공간적 제어, 액정 주입과 기판 합착에 따른 제약 제거, 액정표시장치의 제조공정 단계의 감소로 인한 공정시간 단축과 제조비용 감소효과 등을 달성할 수 있는 것이다.

Description

스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE UTILIZING SPIN COATING}

본 발명은 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배리어가 형성된 기판상에 스핀코팅 방식으로 배향막을 형성시키고, 드롭실링 공정후 스핀코팅 방식을 통하여 일정한 배향막 두께 유지와 균일한 액정 주입이 가능한 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 유리재질로 된 2매의 기판사이에 액정을 삽입하고 기판 외측면에는 편광판을 부착시킨 것으로, 2매의 기판사이에 위치한 전극에 입력시킨 전기신호에 따라 액정을 동작시켜 편광판을 경유한 빛의 편광 방향을 조절하여 빛의 통과 및 차단을 조절할 수 있도록 되어 있다.

종래 이러한 액정표시장치를 제조하는데 있어서, 2매의 기판 내부에 배향막을 형성시키고 씨일런트(sealant)로 봉합하여 합착한 후 액정을 채우고 액정 주입구를 엔드 씨일런트(end sealant)로 봉합하면 액정 셀을 완성한다.

여기서, 배향막은 2매의 기판 사이에 충전된 액정을 일정한 방향으로 배향하는 중요한 구성요소로서 폴리이미드(POLYIMIDE)와 같은 앵커링 에너지(ANCHORING ENERGY)가 높은 재료를 사용한다.

종래 기술에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 배향막 형성공정은 전사판을 이용한 오프셋(OFF SET) 인쇄방식으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1)이 투입되면 표면에 전사판(3)이 부착되어 있고 상기 기판(1)의 진행방향(직선화살표)과 같은 방향으로 인쇄 로울러(5)가 회전하고, 상기 기판(1)의 진행방향과는 반대방향으로 배향막 전달 로울러(11)가 회전하여, 노즐(11)로부터 배출되는 배향막액(9)이 상기 기판(1)상에 인쇄되는 것이다.

그 다음, 상기 기판(1)에 인쇄된 배향막을 솔벤트(SOLVENT) 성분을 제거하는 가소성(PRE-CURE) 단계 및 배향막 경화를 경화를 위해 잔류 솔벤트(SOLVENT) 성분을 제거하는 소성(MAIN CURE)단계를 거치면 배향막이 완성된다.

또한, 종래 기술에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 액정주입공정은 모세관 현상과 압력차를 이용하여 2매의 기판사이에 액정을 주입하는 것인데, 이러한 주입방법은 진공배기장치, 진공챔버, 소정의 이동장치, 액정 트레이 및 가스 분사기등을 필요로 한다.

도 2는 종래 액정표시장치의 액정주입방법인 이른바 진공주입법을 나타내는 단면도이다.

종래의 진공주입법은, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 진공배기(점선화살표)를 통해 챔버(100)내를 진공상태로 유지한다. 이어, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(170)로 챔버(100)을 밀봉한 상태에서 소정의 이동장치(미도시)를 이용하여 액정주입구(150) 부분을 액정 트레이(120)에 들어있는 액정(130)의 표면에 접촉 또는 침적시킨다. 그러면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 모세관 현상에 의해 액정(130)이 셀(110)내로 주입된다. 계속하여, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 질소등의 가스를 진공챔버(100)내로 서서히 분사시키면 셀(110)내부와 챔버(100)내에 압력차가 발생하여 액정(130)이 셀(110)내부의 빈 공간을 채우게 된다.

상기와 같은 진공주입법은 그 주입공정시간이 매우 장시간(약 16시간 이상)이고, 공정장비 및 그 비용도 매우 높다는 단점이 있었다. 더욱이, 액정표시장치의 제조기술이 발달함에 따라 낮은 셀갭(CELL GAP)과 수직배향, 고점도 액정 등을 보다 큰 면적의 패널에 주입하여야 할 필요성 등이 대두됨에 따라 액정주입시간의 비약적 장기화 및 양산성에서 문제점이 있었다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이른바 원-드롭 필링(ONE-DROP FILLING)이라는 액정주입방법이 대한민국 특허출원 제 10-1997-004884 호로 제안된 바 있었다.

도 3은 종래의 원-드롭 필링법을 나타내는 공정별 도면이다.

종래의 원-드롭 필링법은, 먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 컬러필터 기판(200)에 씨일런트(220)를 씨일라인(미도시)을 따라 도포한 후 건조시킨다. 이후, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버(미도시)내에서 상기 컬러필터 기판(200)을 회전시키면서 액정 공급노즐(240)을 통해 액정(260)을 상기 컬러필터 기판(200)의 표면에 강하시킨다. 그러면, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 액정(260)이 원심력을 받아 상기 컬러필터 기판(200)상에 분산된다. 마지막으로, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(200)과 박막트랜지스터 기판(280)을 합착하면 상기 양 기판(200)(280) 사이에는 액정층(미도시)이 형성되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 종래 기술에 따른 배향막 형성공정에 있어서는, 첫째, 양산에서의 배향막의 두께 변화가 크다. 즉, 전사판과 배향막 전달 로울러가 노후되면 공정상 배향막 두께 조절이 어려워 배향막 두께를 일정하게 유지하기가 어려워진다. 둘째, 배향막은 배향막 전달 로울러에서 전사판으로, 다시 전사판에서 기판으로 이동하여형성되므로, 배향막 형성 공정에 필요한 고가의 장비가 필요하며, 또한 공정단계가 증가하므로 배향막 불량의 원인도 증가한다. 셋째, 액정표시장치가 대형화 및 고정세화 되어감에 따라 전사판 방식으로 원판인쇄 하였을 때 인쇄오차가 증가한다. 넷째, 전사판 방식에서의 배향막 두께는 배향막액의 점도나 고형물 농도 등에 크게 좌우되므로 공정조건에 민감하다는 문제점들이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 원-드롭 필링법은 씨일런트 조건에 제약이 많고, 액정이 씨일런트보다 기판에 먼저 묻을 경우에 씨일런트의 접착력에 문제가 생긴다. 다시 말하면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(200)(280) 합착시 액정(260)이 씨일런트쪽으로 퍼져 나가는 것을 제어할 수 없기 때문에 씨일런트(220)의 폭을 균일하게 형성할 수 없게 되는 것이다. 여기서, 액정(260)이 퍼져 나가지 않으면 필링(FILLING)이 되지 않으므로 이는 기대효과이지만, 씨일런트(220)가 경화되기 전까지 액정(260)이 씨일런트(220)에 다다르지 않게 하는 것은 심히 곤란하다. 이와 같이, 기판의 합착과 액정주입이 동시에 발생하므로 씨일런트와 액정이 기판상에 공존하여 공정상 문제점이 생긴다.

또한, 종래의 원-드롭 필링법은, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 압착만으로는 액정의 균일한 주입이 어렵다는 문제점이 있다. 액정층의 두께인 셀갭은 수 ㎛ 단위이다. 그러나, 액정(260)을 드롭하게 되면 수십 내지 수백 ㎛ 두께로 뭉쳐있다가 서서히 퍼지면서 얇아지므로 액정(260)의 분산이 기판(200)(280)의 합착공정과 동시에 진행되면 합착공정에 부정적인 영향을 주게 된다는 문제점이 있다.

이에 본 발명에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배리어가 형성된 기판상에 스핀코팅 방식으로 배향막을 형성시켜 일정한 배향막 두께 유지와 공정의 단순화를 이룰 수 있으며, 액정의 드롭 실링 공정후 스핀공정을 통하여 균일한 액정주입이 가능한 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 도시한 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 진공주입법을 나타내는 공정별 단면도.

도 3은 종래 기술에 따른 원-드롭 필링법을 나타내는 공정별 사시도.

도 4는 종래 기술에 따른 원-드롭 필링법에 의한 액정셀의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 배리어 형성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 강하를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 강하방식을 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 기판 회전을 도시한 도면.

도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막 형성을 도시한 도면.

도 10은 회전 아암에 의한 기판의 회전을 도시한 도면.

도 11은 회전대에 의한 기판의 회전을 도시한 사시도.

도 12는 열선을 내장한 회전대를 도시한 사시도.

도 13은 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정주입방법을 나타내는 사시도.

도 14는 본 발명에 따른 회전 아암을 구비한 회전장치를 나타내는 도면.

도 15는 본 발명에 따른 회전대를 구비한 회전장치를 나타내는 사시도.

도 16은 본 발명에 따른 기판합착, 핫 프레스 및 씨일런트 경화공정을 나타내는 단면도.

도 17은 본 발명에 따른 액정분산 공정을 나타내는 단면도.

도 18은 본 발명에 따른 아이소트로픽 공정을 나타내는 단면도.

도 19는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 20은 본 발명에 따른 액정표시장치의 스퀴즈식 액정주입방법을 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10; 기판 12; 배향막액 배리어

14; 액티브 영역 16; 노즐

16a; 원통형 노즐 16b; 블레이드형 노즐

18; 배향막액 20; 회전 아암

22; 회전대 24; 열선

상기 목적을 달성하기 위한 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법은, 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에서 선택되어진 임의의 기판상에 배향막액 배리어를 형성하는 단계와, 상기 기판상의 액티브 영역내에 적어도 하나 이상의 노즐을 통하여 배향막액을 강하시키는 단계와, 상기 배향막액이 강하된 기판을 회전장치를 이용하여 회전시키는 단계와, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 배리어 형성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 강하를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막액 강하방식을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 기판 회전을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치의 배향막 형성을 도시한 도면이고, 도 10은 회전 아암에 의한 기판의 회전을 도시한 도면이고, 도 11은 회전대에 의한 기판의 회전을 도시한 사시도이고, 도 12는 열선을 내장한 회전대를 도시한 사시도이다.

또한, 도 13은 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정주입방법을 나타내는 사시도이고, 도 14는 본 발명에 따른 회전 아암을 구비한 회전장치을 나타내는 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 회전대를 구비한 회전장치를 나타내는 사시도이고, 도 16은 본 발명에 따른 기판합착, 핫 프레스 및 씨일런트 경화공정을 나타내는 단면도이고, 도 17은 본 발명에 따른 액정분산 공정을 나타내는 단면도이고, 도 18은 본 발명에 따른 아이소트로픽 공정을 나타내는 단면도이고, 도 19는 본 발명에 따른 액정표시장치를 나타내는 단면도이고, 도 20은 본 발명에 따른 액정표시장치의 스퀴즈식 액정주입방법을 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 있어서 배향막 형성공정은, 먼저, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 액티브 영역(14)을 한정하도록 배향막액 배리어(12;BARRIER)를 형성한다. 상기 기판(10)은 어레이 기판 또는 컬러필터 기판일 수도 있다. 또한, 상기 기판(10)은 상기 액티브 영역(14)이 하나만 있는 단판일 수 있으며, 상기 액티브 영역(14)이 다수개 있는 다판일 수도 있다.

배향막은 상기 기판(10)의 액티브 영역(14)내에만 형성되어야 하는 바, 이와 달리, 상기 액티브 영역(14) 외부에도 배향막이 형성되면 후속 실링(SEALING) 공정시 씨일런트(SEALANT)가 배향막 상부에도 형성되어 씨일런트의 접착력을 현저히 저하시켜 액정표시장치의 신뢰성을 약화시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 상기 배향막 배리어(12)는 드롭(DROP)된 배향막액이 상기 액티브 영역(14)외부에까지 도포되지 않도록 트랩(TRAP)하여 원하는 만큼의 영역, 즉 액티브 영역(14)내에만 도포될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 이외에도, 상기 배향막액 배리어(14)는 평행 배향 셀(CELL)에서 배향 불량을 방지하는 역할도 수행한다.

한편, 도 5의 (B)는 도 2의 (A)에 도시된 어느 하나의 액티브 영역(14)을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단한 단면으로, 상기 배향막액 배리어(12)의 안쪽에 형성되어 있는 구성요소는 생략하였다.

여기서, 상기 기판(10)이 어레이 기판인 경우, 상기 배향막액 배리어(12)는상기 어레이 기판상의 게이트, 절연막, 데이터 라인, 활성층, 또는 그 복합층 패턴으로부터 형성할 수 있어서 별도의 추가 공정없이 형성할 수 있으며, 또한, 상기 어레이 기판상의 배향막액 배리어(12)는 독립적으로 공통라인 또는 리페어 라인으로 전용될 수 있다.

또한, 상기 기판(10)이 컬러필터 기판인 경우, 상기 배향막액 배리어(12)는 상기 컬러필터 기판상의 블랙 매트릭스 또는 더미 화소부 패턴으로부터 형성할 수 있으며, 또한, 상기 컬러필터 기판상의 배향막 리페어(12)는 독립적으로 더미 화소부 패턴으로 전용될 수 있다.

이어서, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 배향막액 배리어(12)가 형성된 기판(10)상에 상기 액티브 영역(14)내로 적어도 하나 이상의 노즐(16)을 통하여 배향막의 두께와 면적으로 계산된 양만큼 배향막액(18)을 강하(DROP)시킨다. 도 6의 (B)는 도 6의 (A)의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도로서, 아직 상기 기판(10)의 액티브 영역(14)내로 균일하게 도포되지 않는 상태이다. 한편, 후속 공정시 회전을 고려하여 상기 액티브 영역(14)내 중심부가 아닌 상기 기판(10)의 중심부에 치우쳐 상기배향막액(18)을 강하시킬 수 있다.

한편, 상기 노즐에 의하여 상기 기판상의 액티브 영역내로 배향막액을 강하시키는데 있어서, 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 가느다란 원통모양을 가진 노즐(16a)로써 상기 기판(10)상에 배향막액 배리어(12)로 한정된 액티브 영역(14)내로 배향막액(18)을 점상의 도트(DOT)식으로 강하시키거나, 또는 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 블레이드형 노즐(16b)로써 상기 기판(10)상에 배향막액 배리어(12)로 한정된 액티브 영역(14)내로 배향막액(18)을 선상이나 면상의 블레이드식으로 강하시킬 수 있다.

그 다음, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)을 회전시키면 배향막액(18)이 원심력에 의해 액티브 영역(14)내에서 골고루 분산되어 나아간다. 이를 도시한 것이 도 8의 (B)로서, 도 8의 (A)의 Ⅴ-Ⅴ선을 절단한 면을 도시한 것이다. 이때, 도면에 도시된 화살표는 상기 배향막액(18)의 분산방향을 나타내는 것이다.

계속하여, 상기 배향막액(18)이 보다 잘 분산될 수 있도록 회전수와 기판(10)의 평행도를 적절히 조절하여 상기 기판(10)을 회전시키면, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 액티브 영역(14)내로 배향막액(18)이 고루 분산되어, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)상의 배향막액 배리어(12)로 한정된 액티브 영역(14)내에 일정한 두께를 가진 배향막(18)이 형성된다. 이때, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)에 도시된 Ⅵ-Ⅵ선의 단면이다.

여기서, 상기 기판(10)은 소정의 회전장치에 의해서 회전되는데, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전장치(미도시)의 외곽면에 회전 아암(70;ARM)이 구비되어 상기기판(10)을 상기 회전 아암(70)에 밀착시켜 회전시키거나, 또는 도 11에 도시된 바와 같이, 회전장치(미도시)에 회전대(80)를 부착시켜 상기 기판(10)을 상기 회전대(80)상에 부착시켜 회전시킬 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 회전대(80)에 열선(82)을 내장한다면 상기 회전대(80)상에서 기판상에 배향막을 도포한 다음 바로 배향막 경화공정을 행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 스핀 코팅 방식을 이용한 액정표시장치의 제조방법에 있어서 액정주입방법은, 먼저 제 1단계로서 진공 챔버내에 어레이 기판과 컬러필터 기판을 준비하는데, 상기 진공 챔버는 진공도가 0 내지 1.0 ×10^-3Torr인 것이 바람직하다. 한편, 상기 진공 챔버내에는 상기 양 기판을 합착시킬 수 있는 어셈블리(ASSEMBLY) 장치가 있어야 한다.

그 다음, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 2단계로서 상기 진공 챔버(미도시)내의 기판(1000)상에 액정 주입장치(2000)를 이용하여 액정(1100)을 드롭시켜 주입하고, 이와 병행하여 씨일런트 도포장치(2100)를 이용하여 씨일런트(1200; SEALANT)를 도포한다. 이 경우, 도 13의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판중 임의의 기판(1000)상에 상기 액정 주입장치(2000)를 이용하여 액정(1100)을 드롭시켜 주입하고, 타 기판(1020)상에 상기 씨일런트 도포장치(2100)를 이용하여 씨일런트(1200)를 도포한다. 즉, 상기 액정(1100)과 씨일런트(1200)는 도 13의 (a)처럼 동일한 기판(1000)상에 형성될 수도 있고, 또는 도 4의 (b) 및 (c)처럼 각각 다른 기판(1000)(1020)상에 형성될 수도 있다.

그 다음, 제 3단계로서 상기 양 기판(1000)(1020)을 합착한 후 상기 씨일런트(1200)를 경화시킨다. 이때, 상기 제 3단계는 합착된 기판내의 씨일런트를 충분히 경화시켜 접착력을 강화시키면서 양 기판사이의 간격인 셀 갭(CELL GAP)을 일정하게 유지시키는 핫 프레스(HOT PRESS) 단계이다. 여기서, 충분히 경화시킨다는 것은 액정을 분산시키기 위하여 실시되는 상기 합착된 기판의 회전시 기판의 합착 정확도가 흔들리지 않을 정도의 경도를 상기 씨일런트가 가지도록 하는 것을 의미한다. 이때, 이미 상술한 바와 같이, 후술하는 바와 같이 가열장치가 부착되어 있거나, 또는 가열장치 및 냉각장치가 부착되어 있는 회전대를 이용한다면 기판의 합착단계와 핫 프레스 단계를 상기 회전대상에서 병행하여 실시할 수 있다.

그 다음, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제 4단계로서 상기 합착된 기판(1000)(1020)을 회전 아암(ARM;2200)이 부착된 회전 장치(2220)를 이용하여 상기 합착된 기판(1000)(1020)을 회전시킨다. 여기서, 상기 회전장치(2220)는 상기 합착된 기판(1000)(1020)내에 존재하는 액정(1100)이 상기 기판(1000)(1020)내에서 골고루 분산되도록 상기 회전 아암(2200)을 회전시키는 역할을 담당한다. 이때, 화살표는 회전방향을 나타낸다.

한편, 상기 회전 아암(2000)을 대신하여, 도 15에 도시된 바와 같이, 회전대(2300)를 이용하여 상기 합착된 기판(1000)(1020)을 회전시킬 수도 있다. 이 경우, 도 15에 도시되지는 않았지만, 상기 회전대(2300)내에 가열장치, 또는 가열장치 및 냉각장치를 구비할 수 있다.

상기와 같이, 온도조절이 가능한 회전대(2300)를 이용하여 상기 합착된 기판(1000)(1020)을 회전시켜 그 내부에 존재하는 액정(1100)을 분산시키는 단계는, 온도에 따라 점성이 크게 변화하는 액정의 물리적 특성을 이용하여 액정의 분산을 시간적 공간적으로 제어하는 것이다.

상기 온도조절에 의한 액정 분산의 제어는, 도 16에 도시된 바와 같이, 회전대(2300)내에 구비된 가열장치(미도시) 및 냉각장치(미도시)를 어느 특정 영역(2320)은 가열시키고 다른 특정 영역(2340)은 냉각시켜 씨일런트(1200)가 충분히 경화하기 전에 상기 액정(1100)이 씨일런트(1200)에 다다르는 것을 방지할 수 있는 것이다. 즉, 도면부호 2320는 가열부분으로서 상기 씨일런트(1200)에만 열을 가하여 경화시키고, 도면부호 2340은 냉각부분으로서 드롭된 액정(1100)을 홀드(HOLD)시켜 상기 액정(1100)이 상기 씨일런트(1200)쪽으로 분산되어 접촉되는 것을 방지한다. 여기서, 압착기(2400)를 이용하여 상기 기판을 합착시키는 공정을 병행하여 실시할 수 있음은 이미 상술하였다.

그 다음, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 씨일런트(1200)가 충분한 접착력을 갖게 하도록 경화한 후, 상기 회전대(2300)를 회전시켜 홀드(HOLD)된 액정(1100)이 기판(1000)(1020) 사이에 전체적으로 골고루 분산될 수 있도록 하고, 이와 병행하여 확장된 가열부분(2300)에 의하여 액정의 점성을 낮춰 액정(1100)의 분산이 더욱 용이하도록 한다. 상기와 같이 액정(1100)을 드롭시키고, 기판(1000)(1020)의 합착과 씨일런트(1200)를 경화, 합착된 기판(1000)(1020)의 회전과 이와 병행하여 온도조절에 의한 액정(1100)의 분산으로 상기 액정(1100)이 기판내 전체면에 골고루 빠르게 분산된다.

이 경우, 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(1000)(1020)내의 무질서한 액정(1100)을 재배향 열처리를 실시하여, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 액정(1100)의 배향질서를 향상시키는 아이소트로픽(ISOTROPIC) 공정도 겸하여 실시할 수 있다.

상기의 모든 공정을 진행하면, 도 19에 도시된 바와 같이, 액정(1100)이 기판내 전체면에 골고루 분산된 패널이 완성된다.

한편, 액정의 분산을 더욱 더 효과적으로 수행하기 위하여, 도 20에 도시된 바와 같이, 액정주입장치(2500)를 이용하여 액정(1100)을 스퀴즈(SQUEEZ)식으로 기판(1000)상의 넓은 면적에 박막으로 드롭시킬 수 있다. 그러면, 상기 액정(1100)을 초기부터 효과적으로 분산시킬 수 있고, 이 경우 상기 기판(1000)내 영역별 온도 변화에 따른 액정(1100)의 분산을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 하기 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전사판이나 배향막 전달 로울러 등의 고가의 장비가 불요하며 공정이간단하다.

둘째, 원하는 두께에 따라 도포되는 배향막액의 양만 조절하면 되므로 배향막의 두께를 조절하기 용이하다.

셋째, 시간이나 양산에 따른 배향막의 두께 변화가 없다.

넷째, 배향막액의 낭비가 없으므로 생산비용을 줄일 수 있으며, 독성인 배향막액의 처리비용이 추가적으로 들지 않는다.

다섯째, 전사판의 탄력에 의한 오차를 고려할 필요가 없으므로 공정이 단순하다.

여섯째, 배향막 형성공정과 아울러 배향막 경화공정과 병행하여 실시할 수 있으므로 공정의 단순화 내지 축소할 수 있는 시너지 효과도 가져올 수 있다.

일곱째, 기판상에 액정을 드롭하고 씨일 경화한 다음, 합착된 기판을 회전시킴으로써 액정을 기판 전체에 빠르면서도 고르게 분산시킬 수 있게 되고, 액정주입 공정후의 아이소트로픽 공정도 겸할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 고가의 장비 불요 및 공정의 단순화, 배향막의 두께 조절 용이, 배향막 형성공정과 아울러 배향막 경화공정과의 병행 실시 가능, 액정의 고른 분산, 액정 분산의 시간적 공간적 제어, 생산성 확보, 액정주입과 기판합착에 따른 제약제거, 액정표시장치의 제조공정 단계의 감소로 인한 공정시간 단축과 제조비용 감소 효과를 얻을 수 있다.

Claims (20)

1. 어레이 기판 및 컬러필터 기판 중 어느 하나의 기판 상에 액티브영역을 한정하도록 배향막액 배리어를 형성하는 단계와, 상기 기판상의 액티브 영역내에 적어도 하나 이상의 노즐을 통하여 배향막액을 강하시키는 단계와, 상기 배향막액이 강하된 기판을 회전장치를 이용하여 회전시키는 단계와, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방식을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 어레이 기판상의 배향막액 배리어는 상기 어레이 기판상의 게이트, 절연막, 데이터 라인, 활성층, 보호막, 또는 그 복합층 패턴으로부터 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 컬러필터 기판상의 배향막액 배리어는 블랙 매트릭스로부터 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치이 배향막 형성방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 컬러필터 기판상의 배향막액 배리어는 더미 화소부 패턴으로부터 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 액티브영역이 하나인 단판 및 상기 액티브영역이 다수개인 다판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐을 이용한 상기 배향막액 강하는 상기 기판상의 액티브 영역내에 배향막액을 점상의 도트식으로 강하시키는 방식 및 선상이나 면상의 블레이드식으로 강하시키는 방식 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,

    상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 주입하는 단계는, 진공 챔버내에 어레이 기판과 컬러필터 기판을 준비하는 제 1단계; 상기 기판중 임의의 기판상에 액정을 주입하고 씨일런트를 도포하거나, 또는 상기 임의의 기판상에 액정을 주입하고 타 기판상에 씨일런트를 도포하는 제 2단계; 상기 임의의 기판과 타 기판을 합착한 후, 상기 씨일런트를 경화시키는 제 3단계; 및 상기 합착된 임의의 기판과 타 기판을 회전장치로 회전시켜 액정을 상기 임의의 기판과 타 기판 사이에 분산시키는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 제 11항에 있어서,

    상기 제3단계 및 제4단계는 온도조절 장치를 구비한 회전대 상에서 실시하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
18. 제 11항에 있어서,

    상기 제4단계 후에, 액정의 재배향 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.
19. 삭제
20. 제 11항에 있어서,

    상기 액정은 상기 임의의 기판상에 점형,선형 및 면형 중 어느 하나로 도포하는 것을 특징으로 하는 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법.