KR100928928B1

KR100928928B1 - 액정표시패널의 제조방법

Info

Publication number: KR100928928B1
Application number: KR1020060061257A
Authority: KR
Inventors: 박수현; 정우남
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2009-11-30
Also published as: KR20080002418A; US20080043175A1; CN101097334B; US8593600B2; CN101097334A

Abstract

본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 대면적의 모기판 전면에 배향막을 형성한 상태에서 러빙공정을 비롯한 후속공정을 진행함으로써 배향막 패턴 인쇄에 따른 에지부의 배향막 찌거기에 의한 러빙불량을 방지하고 배향막 인쇄공정의 생산성을 향상하기 위한 것으로, 다수개의 패널영역을 가진 제 1 모기판과 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 패널영역에 다수개의 어레이 기판을 형성하는 단계; 상기 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 패널영역에 다수개의 컬러필터 기판을 형성하는 단계; 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판 전면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막이 제 1 모기판과 제 2 모기판의 전면에 형성된 상태에서 러빙을 진행하는 단계; 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 모기판을 다수개의 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.

배향막, 러빙, 패드부, 박리, 플라즈마 식각, 애싱

Description

액정표시패널의 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.

도 2는 일반적인 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.

도 3은 배향막 패턴 인쇄에 따른 에지부의 배향막 뭉침현상을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.

도 5a 내지 도 5f는 도 4에 도시된 액정표시패널의 제조방법을 보충하여 설명하기 위한 예시도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으로 나타내는 예시도.

도 8은 도 7에 도시된 패드부의 배향막 제거방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으 로 나타내는 예시도.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 액정표시패널의 단면을 개략적으로 나타내는 도면.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100,100' : 모기판 101 : 패널영역

150 : 배향막

본 발명은 액정표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배향막을 패턴 인쇄하지 않고 전면 인쇄함으로써 러빙불량을 방지하고 배향막 인쇄공정의 생산성을 향상시킨 액정표시패널의 제조방법에 관한 것이다.

최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.

일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화 상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 상기 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시패널은 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판(5)과 제 2 기판인 어레이(array) 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(40)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브컬러필터(7)로 구성되는 컬러필터(C)와 상기 서브컬러필터(7) 사이를 구분하고 상기 액정층(40)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(40)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.

상기 어레이 기판(10)에는 종횡으로 배열되어 화소영역(P)을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T)가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소전극(18)이 형성되어 있다.

상기 화소영역(P)은 컬러필터 기판(5)의 하나의 서브컬러필터(7)에 대응하는 서브화소(sub pixel)로 컬러화상은 상기 적, 녹 및 청색의 세 종류의 서브컬러필터(7)를 조합하여 얻어진다. 즉, 적, 녹 및 청색의 세 개의 서브화소가 모여서 한 개의 화소를 이루며, 박막 트랜지스터(T)는 상기 적, 녹 및 청색의 서브화소에 각각 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)에는 액정층(40)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막(미도시)이 도포되어 있다.

액정표시패널의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판(10)에 구동소자를 형성하는 어레이공정과 상부 컬러필터 기판(5)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시패널의 제조방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 어레이공정에 의해 하부기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판 및 하부기판에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙한다(S102, S105). 그리고, 상기 하부기판에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서를 산포하고 상기 상부기판의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 하부기판과 상 부기판에 압력을 가하여 합착한다(S103, S106, S107).

이때, 상기 하부기판과 상부기판은 대면적의 모기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판에 다수개의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정표시패널을 제작하기 위해서는 상기 모기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정표시패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(S109, S110).

이때, 현재의 배향막 인쇄 및 배향공정은 모델별로 패턴된 수지판을 이용하여 대면적의 모기판에 배향막을 패턴 인쇄한 다음 러빙공정을 진행하고 있다.

이와 같이 일반적인 배향막의 형성공정은 수지판을 이용하여 대면적의 모기판에 다수개의 패널영역에 대응하는 형태로 배향막을 패턴인쇄하고 있으나, 상기 모기판의 사이즈가 바뀌거나 증가함에 따라 상기 수지판을 교체해 주어야 하며, 이에 따라 상기 수지판의 제작 및 교체작업에 많은 시간에 걸려 공정이 번거롭고 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 배향막을 패턴 인쇄함으로써 배향막 인쇄 및 러빙공정에 기인한 불량이 증가하게 된다. 즉, 배향막을 패턴 인쇄하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄된 패턴(50)의 양쪽 끝 부분(즉, 원형의 점선으로 표시한 에지부)에 약액이 뭉치게 되고 이로 인해 화상표시 영역 대비 에지부 두께가 굉장히 증가하게 된다. 또한, 일반적으로 인쇄 패턴(50) 양쪽 끝 부분에는 배향막 찌꺼기(51) 또는 불순물이 많이 모이게 된다.

예를 들어, 화상표시 영역의 배향막 두께(d)가 700~800Å일 때 상기 인쇄 패턴(50)의 에지부에서 상기 모기판(10)의 중심부의 배향막 두께(d)대비 증가한 부분을 피크(P)라 정의하면, 상기 모기판(10)의 에지부에서의 피크(P)는 2000~4000Å의 높이를 가지게 된다. 이러한 인쇄 패턴(50)의 중심부와 에지부의 두께 차이는 러빙공정을 진행 할 때 단차와 같은 역할을 하게 되며 이로 인해 러빙시 러빙포의 결이 심하게 흐트러져서 러빙 스크래치(scratch) 및 세로선 불량이 발생하게 된다.

또한, 배향막 찌꺼기(51)나 오버코트층(over coat layer)과 같은 유기막에서 기인하는 파티클은 배향막의 패턴 인쇄시 패턴 말단에 몰리게 되는데, 이러한 파티클에 의해 러빙시 러빙포가 오염되어 러빙 불량이 발생하게 한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 러빙불량을 방지하고 배향막 인쇄공정의 생산성을 향상시킨 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 패드부의 배향막을 선택적으로 제거함으로써 오토 프로브 검사 및 패드부의 인쇄회로기판 부착을 원활하게 한 액정표시패널의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시패널의 제조방법은 다수개의 패널영역을 가진 제 1 모기판과 제 2 모기판을 제공하는 단계; 상기 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 패널영역에 다수개의 어레이 기판을 형성하는 단계; 상기 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 패널영역에 다수개의 컬러필터 기판을 형성하는 단계; 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판 전면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막이 제 1 모기판과 제 2 모기판의 전면에 형성된 상태에서 러빙을 진행하는 단계; 상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및 상기 합착된 모기판을 다수개의 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도로써, 액정적하방식으로 액정층을 형성하는 경우의 액정표시패널의 제조방법을 예를 들어 나타내고 있다.

또한, 도 5a 내지 도 5f는 도 4에 도시된 액정표시패널의 제조방법을 보충하여 설명하기 이한 예시도이다.

액정표시패널의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀공정으로 구분될 수 있다.

우선, 어레이공정에 의해 하부기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다(도 4의 S201). 또한, 상기 어레이공정을 통해 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(도 4의 S204).

이때, 상기 하부기판과 상부기판은 대면적의 모기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 모기판에 다수개의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되게 된다.

이어서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 상부기판 또는 하부기판을 구성하는 제 1 모기판(100) 전면에 배향막(150)을 형성한 후 상기 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(pretilt angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막(150)을 배향 처리한다(도 4의 S202, S205).

이때, 상기 배향 처리방법으로 도 5b에 도시된 롤러(130)를 이용한 러빙 또는 광배향의 방법을 적용할 수 있다. 그리고, 상기 러빙공정을 마친 제 1 모기판(100)은 배향막 검사기를 통해 배향막의 불량여부를 검사하게 된다.

액정표시패널은 액정의 전기광학효과를 이용하는 것으로, 이 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되어지므로, 액정의 분자 배열에 대한 제어는 액정표시패널의 표시 품위 안정화에 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 액정분자를 보다 효과적으로 배향시키기 위한 배향막 형성공정은 액정셀 공정에 있어서 화질특성과 관련하여 매우 중요하다.

이에 따라 본 발명에서는 배향막의 패턴 인쇄방식 대신에 모기판(100)의 전면에 배향막(150)을 형성하는 전면 인쇄방식을 채택함으로써 전술한 수지판의 제작이나 교체작업이 필요없게 되며, 배향막의 패턴 인쇄에 따른 러빙불량을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 배향막의 전면 인쇄방식은 배향막 수지판의 공용화로 인해 모델별 마스크 교체가 불필요하여 작업 생산성을 크게 증가시킬 수 있을뿐만 아니라 마스크 제작 비용도 줄일 수가 있다.

이후, 진공주입방식을 이용하여 액정층을 형성하는 경우에는 상기 하부기판에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 형성되고 상기 상부기판의 외곽부에는 실링재가 도포된 후 상기 하부기판과 상부기판에 압력을 가하여 합착하게 된다. 이때, 상기 스페이서는 산포방식에 의한 볼 스페이서일 수 있으며, 또는 패터닝에 의한 컬럼 스페이서일 수 있다.

이때, 전술한 바와 같이 상기 대면적의 모기판에는 다수개의 패널영역이 배치되고 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막 트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정표시패널을 제작하기 위해서는 상기 모기판을 절단, 가공해야만 한다.

이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정표시패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으 로써 액정주입방식의 액정표시패널을 제작하게 된다.

이와 같이 상기 액정의 주입은 압력차를 이용한 진공주입방식을 사용하는데, 상기 진공주입 방식은 대면적의 모기판으로부터 분리된 단위 액정표시패널의 액정주입구를 일정한 진공이 설정된 챔버 내에서 액정이 채워진 용기에 침액시킨 다음 진공 정도를 변화시킴으로써, 상기 액정표시패널 내부 및 외부의 압력차에 의해 액정을 액정표시패널 내부로 주입시키는 방식으로, 이와 같이 액정이 액정표시패널 내부에 충진 되면, 액정주입구를 밀봉시켜 액정표시패널의 액정층을 형성한다. 따라서, 상기 액정표시패널에 진공주입 방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 실 패턴의 일부가 개방되도록 형성하여 액정주입구의 기능을 갖도록 하여야 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 진공주입 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 액정표시패널에 액정을 충진 하는데 소요되는 시간이 매우 길다. 일반적으로, 합착된 액정표시패널은 수백 ㎠의 면적에 수 ㎛ 정도의 갭을 갖기 때문에 압력차를 이용한 진공주입 방식을 적용하더라도 단위 시간당 액정의 주입량은 매우 작을 수밖에 없다. 예를 들어, 약 15인치의 액정표시패널을 제작하는 경우에 액정을 충진 시키는데 대략 8시간 정도가 소요됨에 따라 액정표시패널의 제작에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 액정표시패널이 대형화되어 갈수록 액정 충진에 소요되는 시간이 더욱 길어지고, 액정의 충진불량이 발생되어 결과적으로 액정표시패널의 대형화에 대응할 수 없는 문제점이 있다.

둘째, 액정의 소모량이 높다. 일반적으로, 용기에 채워진 액정량에 비해 실제 액정표시패널에 주입되는 액정량은 매우 작고, 액정이 대기나 특정 가스에 노출 되면 가스와 반응하여 열화 된다. 따라서, 용기에 채워진 액정이 복수의 액정표시패널에 충진 된다고 할지라도, 충진 후에 잔류하는 많은 양의 액정을 폐기해야 하며, 이와 같이 고가의 액정을 폐기함에 따라 결과적으로 액정표시패널의 단가를 상승시켜 제품의 가격경쟁력을 약화시키는 요인이 된다.

상기한 바와 같은 진공주입방식의 문제점을 극복하기 위해 본 실시예에 따른 적하방식을 적용할 수 있다.

즉, 상기 적하방식을 이용한 경우에는 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 배향막 검사를 마친 후, 상기 컬러필터 기판으로 이루어진 제 1 모기판(100)에 실런트로 소정의 실 패턴(101)을 형성하는 동시에 상기 어레이 기판으로 이루어진 제 2 모기판(100')에 액정(140)을 적하하게 된다(도 4의 S203, S206).

상기 적하방식은 디스펜서를 이용하여 다수개의 컬러필터 기판이 배치된 대면적의 제 1 모기판(100)이나 또는 다수개의 어레이 기판이 배치된 제 2 모기판(100')의 화상표시 영역에 액정을 적하 및 분배(dispensing)하고, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 모기판(100, 100')을 합착하는 압력에 의해 액정을 화상표시 영역 전체에 균일하게 분포되도록 함으로써, 액정층을 형성하는 방식이다(도 4의 S207).

따라서, 상기 액정표시패널에 적하방식을 통해 액정층을 형성하는 경우에는 액정이 화상표시 영역 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 실 패턴(101)이 화소부 영역 외곽을 감싸는 폐쇄된 패턴으로 형성되어야 한다.

상기 적하방식은 진공주입방식에 비해 짧은 시간에 액정을 적하할 수 있으 며, 액정표시패널이 대형화될 경우에도 액정층을 매우 신속하게 형성할 수 있다.

또한, 기판 위에 액정을 필요한 양만 적하하기 때문에 진공주입방식과 같이 고가의 액정을 폐기함에 따른 액정표시패널의 단가 상승을 방지하여 제품의 가격경쟁력을 강화시키게 된다.

이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판(100, 100')에는 액정층이 형성된 다수개의 액정표시패널이 형성되며, 이 모기판(100, 100')을 가공, 절단하여 다수개의 액정표시패널로 분리하고 각각의 액정표시패널을 검사함으로써 액정표시패널을 제작하게 된다(도 4의 S208, S210).

이때, 본 발명의 경우에는 상기 제 1, 제 2 모기판(100, 100')의 전면에 배향막이 형성되어 있으므로 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 검사공정의 진행 전에 패드부의 배향막(150)을 제거하는 공정을 진행하여야 한다(도 4의 S209). 참고로, 도면부호 105는 제 1 모기판(100)에 형성된 컬러필터 기판을 나타내며 110은 제 2 모기판(100')에 형성된 어레이 기판을 나타낸다.

즉, 본 발명의 경우에는 상기 제 1, 제 2 모기판(100, 100')의 전면에 배향막(150)이 형성됨에 따라 오토 프로부(auto probe)검사 또는 패드작업이 가능하도록 패드부의 배향막 제거공정이 진행되어야 한다. 상기 패드부 배향막 제거공정은 러빙 후나 셀 합착 후 진행될 수 있으며, 상기 패드부 배향막 제거방법으로는 박리액을 이용하는 방법이나 플라즈마에 의한 건식각(dry etching)방법 등이 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으 로 나타내는 예시도로써, 플라즈마를 이용한 건식각방법을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 건식각방법은 진공장비인 플라즈마장비(151)를 필요로 하며, 상기 플라즈마에 의해 어레이 기판(110)의 패드부의 배향막(150)이 선택적으로 제거되게 된다.

일반적으로 배향막(150)을 제거하기 위해서는 O₂ 플라즈마 또는 O₂+SF₆ 플라즈마가 사용된다. 이때, 합착된 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(105)에서 실 패턴(150)의 손상없이 패드부의 배향막(150)만 제거되도록 건식각의 조건을 최적화해야 하며, 예를 들어 압력 500mTorr, RF(Radio Frequency) 파위 2000W, O₂ 가스 1500sccm, SF₆ 가스 40sccm의 공정조건에서 40sec의 시간동안 식각을 진행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으로 나타내는 예시도로써, 배향막 스트리퍼(stripper)를 이용하여 패드부 배향막을 제거하는 방법을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 합착된 셀을 배향막 스트리퍼를 포함하는 박리액(152)에 소정시간 담가 패드부 배향막(150)을 박리한다. 상기 박리액 방법은 카세트 단위의 박리가 가능하기 때문에 택 타임(tact time) 측면에서 매우 유리하다.

일반적으로 배향막 스트리퍼는 계면 활성제를 포함하는 알카리 용액이 이용 될 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 패드부의 배향막 제거방법을 순차적으로 나타내는 흐 름도로써, 배향막 스트리퍼를 이용하여 배향막을 제거하는 방법의 한 예를 나타내고 있다.

우선 배향막 스트리퍼를 포함하는 약액을 준비한 후, 합착된 셀을 상기 박리액에 소정시간 담가 배향막의 박리를 진행한다(S301, S302). 이후, 박리액을 제거하기 위해서 N₂ 버블링(bubbing), DI 샤워(shower), DI 버블링 및 CDA 샤워(Shower) 후 건조 시킨다(S303~S307). 이때, 패드부의 배향막만 선택적으로 박리하기 위해서 박리액의 조성 및 박리 시간 결정이 중요하고 박리 이후에는 박리액을 완벽하게 제거하기 위해서 세정이 이루어 져야 한다.

박리액의 한 예로 알칼리 강화제(builder)(tetramethyl ammonium hydroxide) 20~25%, 수용성 용제(dimethyl sulfoxide) 20~25%, 금속 이온 봉지제(ethylenendiamine tetra-acetic acid) 30~40%, 계면 활성제 0.1% 및 물 30~40%를 포함한다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패드부의 배향막 제거방법을 개략적으로 나타내는 예시도로써, 러빙 후 애싱용 마스크를 사용하여 패드부의 배향막만을 애싱하는 공정을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예의 배향막 제거방법은 셀을 합착하기 전인 단판기판, 예를 들어 어레이 기판으로 이루어진 제 2 모기판(100') 상태에서 배향막(150)을 제거하기 때문에 컬러필터 기판으로 이루어진 제 1 모기판의 배향막 제거공정은 필요하지 않게 된다.

이 방법은 모델별 애싱용 마스크(154)가 필요하며 애싱공정이 추가 되는 단점이 있으나 패드부 배향막(150)만을 선택적으로 잘 제거할 수 있다는 이점이 있다.

여기서 적용될 수 있는 애싱장비(153)는 광원을 사용할 경우 250nm 미만의 파장을 가지는 것이면 다 가능하다. 예를 들면, 엑시머 레이저, UV 램프, 할로겐 램프 등이 적용 될 수 있으며, 상온 플라즈마 또한 가능한다. 특히, 스캐닝(scanning) 타입의 애싱장비 적용이 가능하므로 애싱공정의 택 타임을 가능한 짧게 가져갈 수 있는 이점도 있다.

이때, 애싱 후 배향막 찌꺼기를 제거하기 위한 세정 작업은 러빙 후 세정 공정과 중복 되므로 같이 진행할 수 있다.

이하, 전술한 상기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따라 패드부의 배향막이 제거된 액정표시패널의 구조를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 액정표시패널의 단면을 개략적으로 나타내는 도면으로써, 도 10a는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)모드의 액정표시패널의 단면을 나타내며 도 10b는 수평전계(In Plane Switching; IPS)모드의 액정표시패널의 단면을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 하부 어레이 기판(110, 110')과 상부 컬러필터 기판(105, 105')이 일정한 셀갭이 유지되는 상태에서 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실 패턴(160, 160')에 의해 합착되어 액정표시패널을 구성하게 된다.

이때, 상기 컬러필터 기판(105, 105')은 컬러필터 기판(105, 105') 위에 블 랙매트릭스(106, 106')를 형성하는 단계와 상기 블랙매트릭스(106, 106')가 형성된 컬러필터 기판(105, 105') 위에 적, 녹 및 청색의 컬러필터(미도시)를 형성하는 단계 및 상기 블랙매트릭스(106, 106')와 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판(105, 105')의 상부 전면에 오버코트층(109, 109')을 형성하는 단계를 통해 제작되게 된다.

상기 블랙매트릭스(106, 106')는 화소들의 경계영역에 패터닝되어 액정표시패널 하부의 백라이트(미도시)로부터 발생된 빛의 누설을 차단하고, 인접하는 화소들의 혼색을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 컬러필터는 상기 블랙매트릭스(106, 106')와 일부 중첩되어 단위 화소에 대응되도록 형성된 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성된다.

또한, 상기 오버코트층(109, 109')은 상기 블랙매트릭스(106, 106')와 컬러필터의 상부 표면을 평탄화 시키는 역할을 한다.

이때, 트위스티드 네마틱모드의 액정표시패널은 상부 컬러필터 기판(105) 상부 전면에 공통전극(108)이 형성되며, 수평전계모드의 액정표시패널은 하부 어레이 기판(110')에 화소전극(미도시)과 함께 공통전극(미도시)이 형성되게 된다.

상기 하부 어레이 기판(110, 110')의 상부면에는 보호층(115, 115')이 형성되어 있으며, 상기 어레이 기판(110, 110')과 컬러필터 기판(105, 105')의 대향하는 면에는 배향막(150,150', 155,155')이 형성되어 있다.

이때, 상기 배향막(150,150', 155,155')은 상기 어레이 기판(110, 110')과 컬러필터 기판(105, 105')의 전면에 걸쳐 형성되어 있어 상부 배향막(155, 155')과 하부 배향막(150, 150') 사이에 실 패턴(160, 160')이 위치하게 된다.

이와 같이 상기 본 실시예에 따른 배향막(150,150', 155,155')은 상기 실 패턴(160, 160') 외부에 에지부가 위치하기 때문에 배향막 에지부의 오염원들이 액정표시패널 내부의 액정과 접하지 않게 되어 잔상현상이 개선되는 효과를 가지고 있다.

또한, 상기 본 실시예에 따른 배향막(150,150', 155,155')이 오버코트층(109, 109')을 덮고 있기 때문에 상기 오버코트층(109, 109')을 구성하는 유기물이 러빙시 러빙 포에 묻어나는 불량을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 도면부호 Rp와 Rp'은 하부 어레이 기판(110, 110')의 패드영역을 나타내며, 상기 패드영역(Rp, Rp')의 어레이 기판(110, 110') 상부면에는 배향막(150, 150')이 제거되어 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 배향막 전면 인쇄로 오버코트층의 노출을 방지함으로써 러빙포의 오염을 막아 러빙불량을 방지할 수 있다. 그 결과 러빙 스크래치 및 세로선 발생을 방지하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조방법은 수지판 공용화에 따른 배 향막 인쇄 공정의 생산성을 증대 시킬 수 있다.

Claims

다수개의 패널영역을 가진 제 1 모기판과 제 2 모기판을 제공하는 단계;

상기 제 1 모기판에 어레이공정을 진행하여 상기 제 1 모기판의 패널영역에 다수개의 어레이 기판을 형성하는 단계;

상기 제 2 모기판에 컬러필터공정을 진행하여 상기 제 2 모기판의 패널영역에 다수개의 컬러필터 기판을 형성하는 단계;

상기 제 1 모기판과 제 2 모기판 전면에 배향막을 형성하는 단계;

상기 배향막이 제 1 모기판과 제 2 모기판의 전면에 형성된 상태에서 러빙을 진행하는 단계;

상기 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착하는 단계; 및

상기 합착된 모기판을 다수개의 액정표시패널로 분리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 모기판의 어레이 기판에 액정을 적하하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 모기판의 컬러필터 기판에 실 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 어레이 기판은 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 패드부의 배향막을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 패드부의 배향막은 플라즈마를 이용한 건식각을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 6 항에 있어서, 상기 건식각은 압력 500mTorr, RF(Radio Frequency) 파위 2000W, O₂ 가스 1500sccm, SF₆ 가스 40sccm의 공정조건에서 40sec의 시간동안 식각을 진행하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 패드부의 배향막은 배향막 스트리퍼를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 패드부의 배향막을 제거하는 단계는

배향막 스트리퍼를 포함하는 박리액을 준비하는 단계; 및

상기 합착된 제 1 모기판과 제 2 모기판을 상기 박리액에 소정시간 담가 배 향막의 박리를 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, N₂ 버블링(bubbing), DI 샤워(shower), DI 버블링 및 CDA 샤워(Shower) 후 건조시켜 상기 박리액을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 박리액은 알칼리 강화제(builder)(tetramethyl ammonium hydroxide) 20~25%, 수용성 용제(dimethyl sulfoxide) 20~25%, 금속 이온 봉지제(ethylenendiamine tetra-acetic acid) 30~40%, 계면 활성제 0.1% 및 물 30~40%를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 배향막이 형성된 제 1 모기판에 소정 패턴이 형성된 마스크를 적용한 다음 애싱장비를 통해 애싱을 진행하여 상기 어레이 기판의 패드부의 배향막을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 12 항에 있어서, 상기 애싱장비는 250nm 미만의 파장을 광원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 광원은 엑시머 레이저, UV 램프, 할로겐 램프, 상온 플라즈마를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.