KR100516060B1 - 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법 - Google Patents

Abstract

폴리아믹산을 액정 표시 장치용 기판 위에 도포한 후, 예비 건조를 거치지 않고 경화로에서 바로 경화시킨다. 경화 공정은 약 190도 내지 210도에서 실시하는데, 갑작스런 온도 변화에 의한 배향막의 불량을 줄이기 위해 100도 정도에서 서서히 올렸다가 150도 정도까지 서서히 냉각시킨다. 다음, 배향막을 검사하여 배향막이 불량하게 형성된 기판은 열처리하여 배향막을 제거한 후 재작업하고, 나머지 기판은 러빙 공정을 실시한다. 이와 같이, 배향막을 예비 건조 공정을 하지 않고 경화시킴으로써, 건조 얼룩이 발생하지 않도록 하고, 공정을 단축시킬 수 있으며, 따라서, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 배향막 검사를 경화 공정 후 바로 실시하여 배향막의 용매가 완전히 증발되지 않은 상태에서 대기 중에 장시간 노출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 배향막 형성 방법

본 발명은 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 크게 트랜지스터 공정, 컬러 필터 공정 및 액정 공정을 거쳐 제조된다.

이 중에서 액정 공정은 배향막 형성 공정, 러빙 공정 및 러빙 후 세정 공정을 거쳐 상, 하부 기판을 조립하고 액정을 주입하는 공정순으로 진행되는데, 종래의 단순 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에는 배향막 재료로 폴리아믹산(polyamic acid)을 사용하였으나, 박막 트랜지스터가 구동 소자로 사용되면서, 높은 온도를 필요로 하는 폴리아믹산 대신 온도에 민감하지 않은 폴리이미드(polyimide)계를 사용해왔고, 현재는 인쇄성, 밀착성, 잔상, 광리크 및 핀홀(pinhole)에 의한 불량율 측면에서 월등히 우수한 저온형 폴리아믹산을 사용하고 있다.

그러면, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 배향막 형성 방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 배향막 형성 방법으로 제조된 기판의 건조 얼룩을 도시한 평면도이다.

먼저, NMP(n-methyl-2-pyrrolidinone) 및 γ-부티롤락톤(γ-butyrolactone)을 극성 용매로 사용한 폴리아믹산 용액을 세정된 액정 표시 장치의 기판 위에 도포한 후, 예비 건조(pre bake)를 하여 용제를 증발시킨다. 일반적으로 예비 건조는 배향막을 평탄화시키기 위해 점차 온도를 상승시켜 가며 약 40∼70℃ 정도에서 실시한다. 다음, 예비 건조된 막을 경화(hard bake)시켜 안정한 폴리이미드막으로 형성한 후, 러빙(rubbing) 공정을 실시한다.

그런데, 이와 같은 방법으로 형성된 배향막은 예비 건조를 한 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 위에 건조 얼룩이 발생하며, 이로 인한 액정의 배향 불량으로 화질이 떨어지게 된다. 예비 건조시의 온도를 상승시킬수록 건조 얼룩은 감소하나, 완전히 사라지지는 않으며, 따라서, 예비 건조 후 장시간에 걸친 검사가 필요하게 되어 생산성 향상에 장애가 되고 있다.

또한, 예비 건조시 배향막의 용매는 50∼60%만 증발되는데, 이와 같이, 용매가 남아 있는 상태에서 얼룩 등을 검사하기 위해 대기 중에 기판이 장시간 방치될 경우, 대기 중의 오염 물질과 접촉하여 기판이 오염되거나 분자 내에 카르복실기(carboxyl group;-COOH)을 가지고 있는 폴리아믹산이 대기 중의 수분을 흡수함으로 인해 화면의 광리크 잔상이 발생하기 쉽다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 균일한 배향막을 형성하는 동시에 생산 원가를 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있는 배향막 형성 방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 예비 건조 공정을 생략하고 배향막 도포 후 바로 경화시킴으로써 건조 얼룩을 없애고 배향막 형성 공정을 단축한다. 또한, 기판의 검사는 배향막을 경화시킨 후 러빙 전에 실시하여 공정이 빠르게 진행되도록 한다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 도시한 흐름도이고, 도 4는 배향막을 경화시키기 위한 온도의 변화를 나타낸 그래프로서, 도 3 및 도4를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 세정된 기판 위에 저온형 폴리아믹산을 도포한 후, 예비 건조를 하지 않고 도포된 막을 바로 경화로에서 넣는다. 저온형 폴리아믹산은 NMP(n-methyl-2-pyrrolidinone) 및 γ-부티롤락톤(γ-butyrolactone)을 극성 용매로 사용한 폴리이미드계의 배향막인 것이 바람직하다. 경화로에 들어 있는 기판을 핫 플레이트(hot plate) 방식 또는 체임버(chamber) 방식 등으로 약 190℃∼210℃의 온도로 일정 시간 가열한다. 이 때, 급격한 온도 변화로 인한 배향막의 불량을 줄이기 위해 약 100℃ 정도에서부터 서서히 올리고 가열이 끝난 후 온도를 내릴 때에는 150℃ 정도까지 서서히 냉각시키고, 150℃ 정도에서 일정 시간 유지한 후 다시 서서히 냉각시킨다. 그러면, 폴리아믹산이 축합 반응을 일으켜 폴리이미드막으로 되면서 경화된다.

이와 같이, 예비 건조 공정을 생략하고 경화 공정만 실시함으로써, 배향막 형성 공정을 단축시킬 수 있고, 건조 얼룩을 방지할 수 있다.

또한, 배향막의 검사 공정은 배향막 경화 공정 후에 바로 실시하는데, 이 때, 검사 결과 배향막이 불량하게 형성된 기판은 열처리하여 폴리이미드막을 태워 없앤 후 재작업하도록 하고, 나머지 기판은 바로 러빙 공정을 진행하게 한다. 이렇게 하여 예비 건조 후 기판을 검사하기 위해 수분이 남아있는 배향막을 대기 중에 장시간 방치함으로써 발생할 수 있는 배향막의 오염 및 수분 흡수로 인한 화질 저하와 공정 진행의 지체를 방지할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 배향막 도포 후, 바로 경화 공정을 실시하고 배향막 경화 후, 러빙 공정 전에 기판을 검사함으로써, 예비 건조시 발생하는 건조 얼룩의 발생을 방지할 수 있고 배향막 형성 공정을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기판 검사를 위해 대기 중에 장시간 방치되어 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배향막 형성 방법을 도시한 흐름도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 배향막 형성 방법으로 제조된 기판의 건조 얼룩을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 도시한 흐름도이고,

도 4는 배향막을 경화시키기 위한 온도의 변화를 나타낸 그래프이다.

Claims (5)

1. 액정 표시 장치용 기판 위에 폴리아믹산을 도포하는 단계,

   상기 폴리아믹산을 경화시켜 폴리이미드막을 형성하는 단계,

   상기 폴리이미드막을 러빙하는 단계

   를 포함하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법.
2. 제1항에서,

   상기 경화 단계와 러빙 단계 사이에 상기 폴리이미드막을 검사하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법.
3. 제2항에서,

   검사한 상기 폴리이미드막이 불량이면 상기 기판에서 상기 불량 폴리이미드 막을 제거하고 다시 재작업하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 배향막 형성 방법.
4. 제3항에서,

   상기 폴리아믹산은 190도 내지 210도의 범위에서 가열하여 경화시키는 배향막 형성 방법.
5. 제4항에서,

   상기 폴리아믹산은 저온형 폴리아믹산인 배향막 형성 방법.