KR100769172B1 - 멀티도메인 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전사(Thermal Imaging) 기법에 의해 멀티도메인을 형성하여 광시야각을 얻을 수 있는 광시야각 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로, 적어도 두 영역으로 나누어진 제1기판과 제2기판을 준비하는 단계와, 고분자층을 형성하고, 상기 고분자층 상부에 열전달층이 형성되고, 상기 열전달층 상부에 프리틸트가 다른 배향층이 형성되고, 상기 배향층 상부에 접착제층이 형성되어 이루어진 배향막용 필름을 준비하는 단계와, 상기 두 기판중 적어도 하나의 기판에 상기 배향막용 필름을 적외선 레이저로 열전사하여 배향막을 형성하는 단계와, 상기 배향막을 러빙하는 단계와, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정을 형성하여 멀티도메인을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법이다.
열전사(Thermal Imaging), 러빙, 멀티도메인, 광시야각

Description

멀티도메인 액정표시장치 제조방법{Method For Fabricating A Multi-Domain Liquid Crystal Display Device}
도 1a 내지 도 1f는 종래의 멀티도메인 형성 공정도.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 의한 고,저프리틸트 폴리이미드 필름 레이아웃.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 열전사 방법에 의한 멀티도메인 형성 공정도.
도 3g 내지 도 3h는 본 발명에 의한 러빙과 멀티도메인 형성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200 : 고분자층 201 : 열전달층
202 : 고프리틸트 폴리아믹산층이나 폴리이미드층
203 : 접착제층
205 : 고프리틸트 배향막용 필름
252 : 저프리틸트 폴리아믹산층이나 폴리이미드층
255 : 저프리틸트 배향막용 필름
300 : 제1기판 301 : 접착제층
302 : 고프리틸트 폴리이미드층 303 : 열전달층
304 : 고분자층 305 : 고프리틸트 폴리이미드 필름
352 : 저프리틸트 폴리이미드층
355 : 저프리틸트 폴리이미드 필름
본 발명은 배향막용 필름을 제작하고, 상기 필름에 열전사(Thermal Imaging) 기법에 의해 배향막을 형성하고, 상기 배향막을 일괄 러빙하여 멀티도메인을 형성하는 광시야각 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 기존의 CRT에 비해 두 개의 결정적인 단점이 있다. 하나는 LCD를 옆에서 보면, 화면 밝기가 매우 떨어지고 색이 변한다는 것으로 시야각이 좁은 문제이다. 다른 하나는 영상이 즉시 바뀌어야 하는 데 반응시간이 느려 화면이 왜곡되거나 줄무늬가 나타난다는 문제이다. 이 시야각을 개선하는 방법으로 IPS(In-Plane Switching), 멀티도메인(Multi-Domain)모드 등이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 액정표시장치의 멀티도메인형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1f는 종래의 사진식각공정에 의한 멀티도메인 형성 공정도이다. 도 1a 내지 도 1d는 제1기판 또는 제2기판에 배향막 형성후 러빙 공정을 하여 고프리틸트를 형성하는 단계를 보여준다. 도 1e는 저프리틸트를 형성하는 단계이고, 도 1f는 제1기판과 제2기판 합착 및 셀 제작 단계이다.
도 1a는 제1기판(100) 또는 제2기판에 배향막(101) 형성후 러빙 공정 단계로 도면에서 보는 것과 같이 우측으로 한 방향 러빙하여 고프리틸트를 형성하였다.
도 1b는 한 방향 러빙한 배향막(101)위에 감광층(102; photoresist)을 도포 하는 단계이다.
도 1c는 제1기판(100)의 배향막(101) 좌측 상부에 마스크를 설치하고 자외선을 조사하여 제1기판(100)의 배향막(101) 우측 상부의 감광층(102)을 제거하는 단계와, 마스크에 의해 보호된 제1기판(100)의 배향막(101) 좌측 상부와 보호되지 않은 제1기판(100)의 배향막(101) 우측 상부를 함께 처음 배향 방향과 반대의 배향 방향으로 러빙하는 단계이다.
도 1d는 제1기판(100)의 배향막(101) 좌측 상부의 감광층(102)을 제거하는 단계이다. 감광층(102)을 제거하면 제1기판(100) 좌,우측의 배향 방향이 다른 배향막(101)이 형성된다.
도 1e는 저프리틸트각을 형성하는 도면으로 제2기판(150) 전체를 한 방향으로 러빙하여 배향막(151)을 형성한다.
도 1f는 고프리틸트 배향막(101)이 형성된 제1기판(100)과 저프리틸트 배향막(151)이 형성된 제2기판(150)을 합착하는 단계로, 액정을 주입하여 멀티도메인 액정표시소자를 완성한다.
상기와 같은 액정표시장치 형성 공정은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 도 1c의 공정 단계에서 기판 우측 상부의 배향막은 서로 다른 방향으로 2회 러빙되므로 기계적 파손의 위험이 있다.
둘째, 도 1d의 공정 단계에서 기판 좌측 상부의 감광막 제거 공정시 유기물인 폴리이미드막이 파손될 위험이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기제작된 폴리아믹산층이나 폴리이미드층이 포함된 필름을 사용하고 이 필름을 열전사(Thermal Imaging) 기법을 사용하여 기판위에 전사하므로, 감광층 잔사가 없고 패턴폭이 균일하고, 사진식각공정을 사용하지 않으므로 공정이 단순하고 배향막의 파손이 없는 광시야각 액정표시장치 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광시야각 액정표시장치 제조방법은, 제1기판과 제2기판을 준비하는 단계와, 고분자층을 형성하고, 상기 고분자층 상부에 열전달층이 형성되고, 상기 열전달층 상부에 프리틸트가 다른 배향막이 형성되고, 상기 배향막 상부에 접착제층이 형성되어 이루어진 배향막용 필름을 준비하는 단계와, 상기 두 기판중 적어도 하나의 기판에 상기 배향막용 필름을 적외선 레이저로 열전사(Thermal Imaging)하여 배향막을 형성하는 단계와, 상기 배향막을 러빙하는 단계와, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정을 형성하여 멀티도메인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시장치 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 의한 고,저프리틸트 배향막용 필름 레이아웃이다.
도 2a는 고프리틸트 배향막용 필름을 형성하는 레이아웃이다. 고분자층(200) 상부에 열전달층(201)을 형성한다. 고분자층(200)은 지지층으로 이후 적외선 레이저를 잘 통과시키도록 무색, 투명한 재료를 선택한다. 열전달층(201)은 적외선 레이저를 잘 흡수할 수 있는 재료여야 하고, 적외선을 열로 바꾸어 줄 수 있는 재료이다. 이 열전달층(201) 상부에 배향막으로 사용되는 폴리아믹산 용액이나 폴리이미드 용액을 롤 코팅한다. 고프리틸트각을 나타내는 폴리아믹산 용액이나 폴리이미드 용액을 0.1㎛ 두께로 롤 코팅한다. 코팅후 접착제층(203)을 도포한다. 형성된 필름은 고분자층(200)부터 접착제층(203)까지로 고프리틸트 폴리아믹산층이나 폴리이미드층(202)을 포함한다. 도면 부호 205는 고프리틸트 배향막용 필름이다.
도 2b는 도 2a와 같은 구조로, 같은 방법을 저프리틸트각을 나타내는 폴리아믹산층이나 폴리이미드층에도 적용한다. 도면 부호 255는 저프리틸트 배향막용 필름이다.
상기 방법으로 고프리틸트 필름과 저프리틸트 필름 2가지가 형성된다. 즉, 고,저프리틸트 폴리아믹산층이나 고,저프리틸트 폴리이미드층을 포함한 필름을 각각 제작한다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 열전사 기법에 의한 멀티도메인 형성 공정도이다. 그 방법은 열전사(Thermal Imaging) 방법으로, 제작된 고,저프리틸트 필름을 기판에 접착제층이 접촉되도록 정렬하고 적외선 레이저로 조사하면 열전달층이 녹아 폴리아믹산이나 폴리이미드가 열전달층에서 떨어져 접착제층으로 전사하는 레이저 전사방법이다. 즉, 적외선 레이저 전사시, 열전달층과 고,저프리틸트 폴리아믹산층이나 폴리이미드층 사이에 적외선 조사에 따른 열이 전달되어 녹아 부착력이 약해지고, 아래 접착체층이 잡아 당기므로 고,저프리틸트층이 기판에 강하게 부착 된다.
적외선 레이저는 폴리아믹산층이나 폴리이미드층을 사각의 모양으로 전사하여야 하므로 출구의 모양이 사각형이 된다. 처음, 고프리틸트의 폴리아믹산층이나 폴리이미드층을 전사하고, 두 번째 저프리틸트의 폴리아믹산층이나 폴리이미드층을 전사하는 순차적 전사법을 사용한다. 상기 기술은 감광막 잔사가 없고 패턴폭이 균일한 장점이 있다.
접착제층은 고,저프리틸트 폴리아믹산층이나 폴리이미드층, 유리 기판과 접착후 가열되면 더욱 강력한 접착력을 가지는 접착제 종류를 선택한다. 전사된 폴리아믹산층이나 폴리이미드층은 박막트랜지스터가 형성되고, 그 전면에 보호막이 증착된 부분에 배향막으로 형성된다.
도 3a는 제1기판(300) 상부에 기제작한 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)을 정렬하고 상기 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)을 전사할 영역(영역1)에 적외선 레이저를 조사하는 도면이다. 상기 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)은 고분자층(304)과 열전달층(303)과 고프리틸트 폴리이미드층(302)과 접착제층(301)으로 구성되어있다. 열전달층(303)은 일정 열을 받으면 녹아 결합력이 약해져 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302)을 떨어뜨린다. 상기 접착제층(301)은 일정 열을 받으면 접착력이 증가되어 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302)과 상기 제1기판(300)을 접착시킨다. 도면 부호 304는 투명한 고분자층으로 지지층이다.
도 3b는 적외선 레이저로 조사하여 상기 열전달층(303)과 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302) 결합을 떨어뜨려 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302)이 상기 접 착제층(301)으로 접착되고 상기 접착제층(301)은 제1기판(300)에 접착된다. 영역1에서는 상기 열전달층(303)이 열에 녹아 없어지므로 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)에는 투명한 고분자층(304)만 남는다. 영역 2에서는 적외선 레이저를 조사받지 못하였으므로 상기 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)이 전사되지 않는다.
도 3c는 상기 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)을 제거하는 과정으로 물리적으로 영역1에서는 투명한 상기 고분자층(304)만 제거되고, 영역2에서는 상기 고프리틸트 폴리이미드 필름(305)이 모두 제거된다. 영역1에 원하는 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302)이 형성된다.
도 3d는 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)을 제1기판(300)상부에 정렬한 후, 영역2에 적외선 레이저를 조사하는 도면이다. 상기 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)은 고분자층(304)과 열전달층(303)과 저프리틸트 폴리이미드층(352)과 접착제층(301)으로 구성되어 있다. 열전달층(303)은 일정 열을 받으면 결합력이 약해져 상기 저프리틸트 폴리이미드층(352)을 떨어뜨린다. 상기 접착제층(301)은 일정 열을 받으면 접착력이 증가되어 상기 저프리틸트 폴리이미드층(352)과 상기 제1기판(300)을 접착시킨다. 도면 부호 304는 투명한 고분자층으로 지지층이다.
도 3e는 적외선 레이저로 조사하여 상기 열전달층(303)과 상기 저프리틸트 폴리이미드층(352) 결합을 떨어뜨려 상기 저프리틸트 폴리이미드층(352)이 상기 접착제층(301)으로 접착되고 상기 접착제층(301)은 제1기판(300)에 접착된다. 영역2에서는 상기 열전달층(303)이 열에 녹아 없어지므로 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)에는 투명한 고분자층(304)만 남는다. 영역 1에서는 적외선 레이저를 조 사받지 못하였으므로 상기 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)이 전사되지 않는다.
도 3f는 상기 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)을 제거하는 과정으로 물리적으로 영역2에서는 투명한 상기 고분자층(304)만 제거되고, 영역1에서는 상기 저프리틸트 폴리이미드 필름(355)이 모두 제거된다. 영역2에 원하는 상기 저프리틸트 폴리이미드층(352)이 형성된다.
상기의 방법으로 상기 고프리틸트 폴리이미드층(302)과 저프리틸트 폴리이미드층(352)이 순차적으로 형성된다.
도 3g 내지 도 3h는 본 발명에 의한 일괄 러빙과 액정 배열 형성도이다. 도 3g는 열전사(Thermal Imaging)방법으로 고프리틸트 폴리이미드층(302), 저프리틸트 폴리이미드층(352)을 순차적으로 전사한 뒤 한 방향으로 일괄 러빙하면 고프리틸트 영역과 저프리틸트 영역이 형성된다.
도 3h는 제1기판(300)과 제2기판(350)의 배향막으로 프리틸트가 다른 폴리이미드층(302, 352)이 정렬되도록 합착하고 액정을 진공 주입하는 셀공정을 하여 형성된 액정의 배열을 나타낸 것으로 안정된 멀티도메인이 형성된다.
폴리아믹산 배향막은 열소성 처리에 의해 폴리이미드로 전환한 후 같은 방법으로 멀티도메인을 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시장치 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기제작된 폴리아믹산층이나 폴리이미드층이 포함된 필름을 사용하고 이 필름을 열전사(Thermal Imaging) 기법을 사용하여 기판위에 전사하므로 감광층 잔사가 없고 패턴폭이 균일하다.
둘째, 사진식각공정을 사용하지 않으므로 공정이 단순하고 배향막의 파손이 없는 광시야각 액정표시장치를 제작할 수 있다.

Claims (4)

  1. 적어도 두 영역으로 나누어진 제1기판과 제2기판을 준비하는 단계와,
    고분자층이 형성되고, 상기 고분자층 상부에 열전달층이 형성되고, 상기 열전달층 상부에 프리틸트가 다른 배향층이 형성되고, 상기 배향층 상부에 접착제층이 형성되어 이루어진 배향막용 필름을 준비하는 단계와,
    상기 두 기판중 적어도 하나의 기판에 상기 배향막용 필름을 적외선 레이저로 열전사하여 배향막을 형성하는 단계와,
    상기 배향막을 러빙하는 단계와,
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배향층이 폴리아믹산 또는 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기판의 영역마다 프리틸트가 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1기판과 상기 제 2기판의 영역의 프리틸트가 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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