KR100943466B1 - Ｔｎ모드 액정표시장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수율 및 생산성을 높일 수 있는 TN 모드 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 상하부 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 액정층의 배향을 부여하기 위해 대향하는 두 기판의 전면에 수평 또는 수직으로 러빙되는 제 1 및 제 2 배향막과, 상기 두 기판의 외부에 형성되는 적어도 하나 이상의 위상차 보상필름을 사용하거나, 각 화소 영역 내에서 상기 제 1 및 제 2 배향막의 복수개의 배향 경계를 중심으로 프리틸트각의 변화에 따라 상기 액정층의 배향이 달라지는 복수개의 도메인을 포함하여 구성되어 상기 제 1 및 제 2 배향막의 러빙 시 수평 또는 수직 방향으로 러빙하는 러빙포의 마모되는 균일도를 높일 수 있기 때문에 수율 및 생산성을 높일 수 있다.
TN(Twisted Nematic), 러빙(Rubbing), 폴리이미드(Polyimid), 도메인(Domain), 프리틸트각(Pre-tilt angle), 컨트라스트(Contrast)

Description

ＴＮ모드 액정표시장치의 제조 방법{Method for Manufacturing of Twisted Nematic Mode liquid crystal display device}
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I∼I' 선상에서의 단면도이다.
도 3은 종래의 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 위상차 보상필름을 사용한 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 러빙 방향을 도시한 상하부 기판의 평면도이다.
도 6은 종래의 러빙 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 종래 기술의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 8은 도 1의 Ⅱ∼Ⅱ' 선상에서의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 위상차 보상필름을 사용한 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 러빙 방향을 도시한 상하부 기판의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 개략적인 평면도이고, 도 13은 도 12 의 Ⅲ~Ⅲ'선상에서의 단면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 도 11의 Ⅲ∼Ⅲ' 선상을 자른 공정 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 설명*
51 : 게이트 라인 52 : 게이트 전극
53 : 데이터 라인 54 : 배향경계
55a: 제 1 도메인 55b : 제 2 도메인
56a : 소스 전극 56b : 드레인 전극
57 : 박막트랜지스터 58 : 화소 전극
59 : 하부 기판 60 : 상부 기판
61 : 게이트 절연막 62 : 반도체층
63 : 보호막 64 : 블랙매트릭스
65 : 컬러필터 66 : 공통전극
67a : 제 1 배향막 67b : 제 2 배향막
68 : 액정층 69 : 자외선
70 : 포토마스크 71 : 등 컨트라스트 곡선
72 : 셀
본 발명은 TN 모드 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 러빙 공정 시 수평 또는 수직 방향으로 러빙하여 수율 및 생산성을 높일 수 있는 TN 모드 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 정보통신 분야의 급속한 발전으로 말미암아, 원하는 정보를 표시해 주는 디스플레이 산업의 중요성이 날로 증가하고 있으며, 현재까지 정보 디스플레이 장치 중 CRT(cathod ray tube)는 다양한 색을 표시할 수 있고, 화면의 밝기도 우수하다는 장점 때문에 지금까지 꾸준한 인기를 누려왔다.
하지만, 대형, 휴대용, 고해상도 디스플레이에 대한 욕구 때문에 무게와 부피가 큰 CRT 대신에 평판 디스플레이(flat panel display) 개발이 절실히 요구되고 있다. 이러한 평판 디스플레이는 컴퓨터 모니터에서 항공기 및 우주선 등에 사용되는 디스플레이에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
현재 생산 혹은 개발된 평판 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display : LCD), 전계 발광 디스플레이(electro luminescent display : ELD), 전계 방출 디스플레이(field emission display : FED), 플라즈마 디스플레이(plasma display panel : PDP) 등이 있으며, 이상적인 평판 디스플레이가 되기 위해서는 경중량, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 저구동전압, 저소비전력, 저코스트(cost) 및 천연색 디스플레이 특성 등이 요구된다. 이와 같은 평판 디스플레이 중 상기 액정표시장치는 상기 욕구뿐만 아니라 내구성 및 휴대가 간편하기 때문에 각광을 받고 있다.
액정표시장치는 액정의 광학적 이방특성을 이용한 화상표시 장치로서, 전압의 인가상태에 따라 분극특성을 보이는 액정에 빛을 조사하게 되면 상기 전압인가에 따른 액정의 배향 상태에 따라 통과되는 빛의 양을 조절하여 이미지를 표현할 수 있는 장치이다.
이와 같이, 상기 액정표시장치를 구성하기 위해서는, 두 기판 사이에 형성된 액정을 포함하는 액정패널과, 상기 액정패널의 주변에 구비되어 상기 액정패널에 신호를 인가하고 이러한 신호를 제어하는 구동회로가 필요하다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I∼I' 선상에서의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는, 하부 기판(9) 상에 일방향으로 형성된 게이트 라인(1) 및 상기 게이트 라인(1)에서 돌출되는 게이트 전극(2)과, 상기 게이트 전극(2)을 포함하는 하부 기판(9) 전면에 형성된 게이트 절연막(11)과, 상기 게이트 전극(2) 상측의 상기 게이트 절연막(11) 상에 형성된 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 상의 양측에 오믹콘택층을 개재하여 형성된 소스/드레인 전극(6a,6b) 및 데이터 라인(3)과, 상기 드레인 전극(6b) 상에 콘택홀(도시하지 않음)을 구비하여 상기 하부 기판(9) 상에 형성된 보호막(13)과, 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(6b)에 전기적으로 연결되도록 상기 보호막(13) 상에 형성된 화소 전극(8)과, 상기 화소 전극(8) 상에 형성된 제 1 배향막(17a)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 게이트전극(2), 게이트 절연막(11), 반도체층(12) 및 소스/드레인 전극(6a,6b)은 박막 트랜지스터(7)(Thin Film Transistor ; TFT)를 이룬다.
또한, 상기 하부 기판(9)에 대향하는 상부 기판(10) 상에 상기 게이트 라인(1), 데이터 라인(3) 및 박막트랜지스터(7)로의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(14)와, 상기 블랙매트릭스(14) 상에 R.G.B 색상을 구현하기 위한 컬러필터(15)와, 상기 컬러필터(15) 상에 형성된 공통전극(16)과, 상기 공통전극(16) 상에 형성된 제 2 배향막(17b)과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층(18)을 포함하여 더 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 하부 기판(9) 및 상부 기판(10) 사이에 일정한 셀갭을 유지하기 위해 산포된 스페이서와, 상기 두 기판을 합착하기 위해 상기 두 기판의 가장자리에 형성된 씰제를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 액정층(18)은 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정이고, 상기 제 1 및 제 2 배향막(17b)은 폴리 이미드계 화합물로 구성되어 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)은 45°또는 135°방향(상하부 기판(9,10)의 대각선 방향)으로 러빙되어 서로 교차되는 방향의 배향을 갖도록 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)의 러빙방향으로 편광자가 형성되는 복수개의 편광판이 상기 두 기판의 외부에 각각 배치된다.
즉, 상기 상부 기판(11) 및 하부 기판(9)사이에 형성된 액정층(18)의 액정분자들은 대향하는 상기 두 기판의 표면상에 각각 형성된 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)에 의해 상기 하부 기판(9)으로부터 상기 상부 기판(10)에 이르기까지 수직으로 방위각이 90도 꼬여 연속적으로 배향되어 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)은 러빙된 방향으로 프리틸트 각을 갖고 상기 두 기판의 표면에 접촉하는 상기 액정층(18)의 액정분자를 구속한다. 도 3은 종래의 등 컨트라스트(Contrast) 곡선을 도시한 도면으로서, 상하부 기판(9,10)의 대각선 방향으로 각각 러빙된 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)의 러빙 방향으로 컨트라스트가 높게 나타남을 알 수 있다.
이때, 복수개의 원은 내부에서 0°, 15°, 30°, 60°, 90°의 경사각을 나타내고, 최외곽 원에 표시된 0°, 90°, 180°, 270°의 방위각을 나타낸다.
따라서, 종래 기술에 따른 TN 모드 액정표시장치의 등 컨트라스트 곡선(21)은 경사각이 커짐에 따라(내부에서 외부로 갈수록) 컨트라스트가 떨어지고, 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)의 러빙 방향(45°또는 135°방향)으로 컨트라스트가 높게 나타남을 알 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 두 기판과 편광판 사이에 적어도 하나 이상의 위상차 보상필름을 형성하여 상기 컨트라스트를 높일 수 있다.
도 4는 종래의 위상차 보상필름을 사용한 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면으로서, 위상차 보상필름을 사용하여 모든 방향으로 컨트라스트를 증가시킬 수 있다.
따라서, 종래의 TN 모드 액정표시장치는 상하부 기판(9,10)에 각각 형성된 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)의 러빙방향으로 컨트라스트를 높일 수 있으며, 위상차 보상필름을 사용하여 상기 컨트라스트를 극대화할 수 있다.
한편, 이와 같이 구성된 종래 기술의 TN 모드 액정표시장치의 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 하부 기판(9)의 전면에 도전성 금속을 반사성 또는 광흡수성이 우수한 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 일방향의 게이트 라인(1) 및 상기 게이트 라인(1)에서 돌출되는 게이트 전극(2)을 형성하고, 상기 게이트 전극(2)을 포함하는 하부 기판(9)의 전면에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 이용하여 게이트 절연막(11)을 형성하고, 상기 게이트 전극(2) 상측의 게이트 절연막(11) 상에 비정질 실리콘을 이용하여섬모양으로 반도체층(12)을 형성한다.
이어, 상기 반도체층(12)이 형성된 하부 기판(9) 상에 도전성이 우수한 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 반도체층(12) 상의 양측에 소스/드레인 전극(6a,6b) 및 데이터 라인(3)을 형성한다.
이때, 상기 반도체층(12) 및 소스/드레인 전극(6a,6b) 사이에 불순물을 주입하여 오믹콘택층을 더 형성할 수도 있다.
또한, 상기 소스/드레인 전극(6a,6b)이 형성된 하부 기판(9)의 전면에 절연물질을 이용하여 보호막(13)을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 드레인 전극(6b)이 소정부분 노출되도록 상기 보호막(13)을 제거하여 콘택홀을 형성한다.
다음, 상기 보호막(13) 상에 ITO와 같은 투명성 도전 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 드레인 전극(6b)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(8)을 형성하고, 상기 화소 전극(8)이 형성된 하부 기판(9) 상에 폴리 이미드를 도포하고 상기 하부 기판(9)의 대각선 방향으로 러빙하여 제 1 배향막(17a)을 형성한다.
그리고, 상기 하부 기판(9)에 대향하는 상부 기판(10) 상에 블랙매트릭스(14)를 형성하고, 상기 블랙매트릭스(14)가 상에 컬러필터(15)를 형성하고, 상기 컬러필터(15) 상에 공통전극(16)을 형성하고, 상기 공통전극(16) 상에 폴리 이미드를 도포하고 상기 제 1 배향막(17a)의 러빙방향과 교차하도록 러빙하여 제 2 배향막(17b)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 배향막(17a) 및 제 2 배향막(17b)이 형성된 상부 또는 하부 기판은 도 5에 도시된 복수개의 화살표 중 각각 하나의 방향으로 러빙된다.
미설명 부호 '22'는 셀이다.
마지막으로, 상기 두 기판사이에 셀갭을 유지하기 위한 스페이서를 형성하고, 상기 두 기판의 가장자리에 씰을 형성하고 합착한 후, 상기 두 기판사이에 액정을 주입하여 마무리한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 배향막(17a,17b)의 러빙공정은 도 6과 같이, 복수개의 셀(22)이 형성된 상부 기판(10) 또는 하부 기판(9) 상에 상기 두 기판의 대각선 방향으로 회전하는 러빙롤(23)에 의해 러빙된다.
이때, 상기 러빙롤(23)의 외주면에 러빙포(24)가 감겨져 회전하고 있고, 상기 상부 기판(10) 또는 하부 기판(9)을 상기 러빙롤(23) 밑에서 화살표 방향으로 투입함으로써, 상기 상하부 기판(9,10) 상에 평탄하게 형성된 폴리이미드계 화합물의 표면을 대각선 방향으로 스크래치 하도록 한다.
도시하지는 않았지만, 일측의 대각선 방향으로 상기 러빙된 상부 기판(10) 또는 하부 기판(9)에 대향하는 기판은 타측 대각선 방향으로 러빙된다.
즉, 러빙에 의해 상기 폴리이미드의 표면에는 스크래치된 대각선 방향으로 사이드 체인(Side chain)이 형성되고, 결국, 상기 액정분자가 상기 사이드 체인을 따라 배열되도록 함으로써 액정이 배향될 수 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 기술에 따른 TN 모드 액정표시장치는 제 1 및 제 2 배향막의 러빙공정 시 상하부 기판의 대각선 방향으로 러빙할 경우, 상기 대각선 방향으로 한번에 러빙 되어야 할 면적이 넓어 러빙롤의 길이와, 상기 러빙롤의 외주면에 감기는 러빙포의 길이가 커지고, 상기 러빙롤의 가장자리에 감긴 러빙포보다 중심부분에 감긴 러빙포가 더 빨리 마모되어 균일도가 떨어지기 때문에 러빙포의 손상에 의한 러빙 불량률이 증가하여 수율이 떨어질 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 러빙포의 주기적인 교환에 따른 러빙포의 단가가 높아지기 때문에 생산성을 떨어뜨리는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 수직 및 수평으로 러빙하고, 위상차 보상필름을 사용하여 수율 및 생산성을 높일 수 있는 TN 모드 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
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본 발명의 특징은, 하부 기판 상에 박막트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 공정과, 상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판 상에 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 공정과, 상기 하부 기판 및 상부 기판 상에 폴리 이미드계 화합물을 도포하고, 각각 수평 또는 수직 중 하나의 방향으로 러빙하여 서로 다른 방향의 프리틸트각을 갖는 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 공정과, 상기 화소 전극에 상응하는 상기 화소 영역 내에서 서로 대응되는 상기 제 1 및 제 2 배향막의 상기 프리틸트각을 교번하도록 줄여 복수개의 도메인을 형성하는 공정과, 상기 두 기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 배향막은 각각의 화소영역 내에서 서로 다른 복수 개의 프리틸트각을 갖도록 하기 위해 선택적으로 자외선을 조사하여 주시야각에 따른 복수개의 도메인을 형성하고, 상기 서로 대향하는 상하부 기판 사이에 형성된 액정층의 평균 액정분자의 장축은 각 도메인에서 프리틸트각이 큰 방향으로 배향되어 서로 반대방향이 되도록 분포하는 것을 포함하는 티엔 모드 액정표시장치의 제조방법이다.
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이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.
제 1 실시예
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 평면도이고, 도 8은 도 1의 Ⅱ∼Ⅱ' 선상에서의 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 TN 모드 액정표시장치는, 하부 기판(59) 상에 일방향으로 형성된 게이트 라인(51) 및 상기 게이트 라인(51)에서 돌출되는 게이트 전극(52)과, 상기 게이트 전극(52)을 포함하는 하부 기판(59) 전면에 형성된 게이트 절연막(61)과, 상기 게이트 전극(52) 상측의 상기 게이트 절연막(61) 상에 섬모양으로 형성된 반도체층(62)과, 상기 반도체층(62) 상의 양측에 오믹콘택층을 개재하여 형성된 소스/드레인 전극(56a,56b) 및 데이터 라인(53)과, 상기 드레인 전극(56b) 상에 콘택홀을 구비하여 상기 하부 기판(59) 상에 형성된 보호막(63)과, 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(56b)에 전기적으로 연결되도록 상기 보호막(63) 상에 형성된 화소 전극(58)과, 상기 화소 전극(58) 상에 수평 또는 수직방향으로 러빙된 제 1 배향막(67a)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 게이트전극(52), 게이트 절연막(61), 반도체층(62) 및 소스/드레인 전극(56a,56b)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)(57)를 이룬다.
또한, 상기 하부 기판(59)에 대향하는 상부 기판(60) 상에 상기 게이트 라인(51), 데이터 라인(53) 및 박막트랜지스터(57)로의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(64)와, 상기 블랙매트릭스(64) 상에 R.G.B 색상을 구현하기 위한 컬러필터(65)와, 상기 컬러필터(65) 상에 형성된 공통전극(66)과, 상기 공통전극(66) 상에 상기 제 1 배향막(67a)의 러빙방향에 직교하는 수평 또는 수직방향으로 러빙된 제 2 배향막(67b)과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층(68)을 포함하여 더 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 하부 기판(59) 및 상부 기판(60) 사이에 일정한 셀갭을 유지하기 위해 산포된 스페이서와, 상기 두 기판을 합착하기 위해 상기 두 기판의 가장자리에 형성된 씰제를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)은 폴리이미드계 화합물로 구성되어 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)은 수직 또는 수평 즉, 0°또는 90°방향(상하부 기판(59,60)의 모서리에 직교하는 방향)으로 러빙되어 서로 교차되는 방향의 배향을 갖도록 형성되어 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 러빙방향으로 편광자가 형성되는 복수개의 편광판이 상기 두 기판의 외부에 각각 배치된다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)은 러빙된 방향으로 각각의 프리 틸트 각을 갖고 상기 두 기판의 표면에 접촉하는 상기 액정층(68)의 액정분자를 구속한다. 도 9는 본 발명의 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면으로서, 상하부 기판(59,60)의 대각선 방향으로 각각 러빙된 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 러빙 방향으로 컨트라스트가 높게 나타남을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 TN 모드 액정표시장치의 등 컨트라스트 곡선(71)은 경사각이 커짐에 따라(내부에서 외부로 갈수록) 컨트라스트가 떨어지고, 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 러빙 방향(0°또는 90°방향)으로 컨트라스트가 높게 나타남을 알 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 두 기판과 편광판 사이에 적어도 하나 이상의 위상차 보상필름을 형성하여 상기 컨트라스트를 높일 수 있다.
이때, 상기 위상차 보상필름은 상기 액정과 마찬가지로 굴절율 이방성을 갖고, 시각의 변화로 인한 투과율을 보상한다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 위상차 보상필름을 사용한 등 컨트라스트 곡선을 도시한 도면으로서, 위상차 보상필름을 사용하여 모든 방향으로 컨트라스트를 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 상하부 기판(59,60)에 각각 형성된 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 러빙방향으로 컨트라스트를 높일 수 있으며, 위상차 보상필름을 사용하여 모든 방향으로 상기 컨트라스트를 극대화할 수 있다.
한편, 이와 같이 구성된 본 발명의 TN 모드 액정표시장치의 제조방법에 대하 여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 하부 기판(59)의 전면에 도전성 금속을 반사성 또는 광흡수성이 우수한 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 일방향의 게이트 라인(51) 및 상기 게이트 라인(51)에서 돌출되는 게이트 전극(52)을 형성하고, 상기 게이트 전극(52)을 포함하는 하부 기판(59)의 전면에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 이용하여 게이트 절연막(61)을 형성하고, 상기 게이트 전극(52) 상측의 상기 게이트 절연막(61) 상에 비정질 실리콘을 이용하여 섬모양으로 반도체층(62)을 형성한다.
이어, 상기 반도체층(62)이 형성된 하부 기판(59) 상에 도전성이 우수한 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 반도체층(62) 상의 양측에 소스/드레인 전극(56a,56b) 및 데이터 라인(53)을 형성한다.
이때, 상기 반도체층(62) 및 소스/드레인 전극(56a,56b) 사이에 불순물을 주입하여 오믹콘택층을 더 형성할 수도 있다.
또한, 상기 소스/드레인 전극(56a,56b)이 형성된 하부 기판(59)의 전면에 절연물질을 이용하여 보호막(63)을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 드레인 전극(56b)이 소정부분 노출되도록 상기 보호막(63)을 제거하여 콘택홀을 형성한다.
다음, 상기 보호막(63) 상에 ITO와 같은 투명성 도전 금속을 형성하고, 사진인쇄 및 식각법을 이용하여 상기 드레인 전극(56b)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(58)을 형성하고, 상기 화소 전극(58)이 형성된 하부 기판(59) 상에 폴리 이미드 계 화합물을 도포하고 수평 또는 수직 방향으로 러빙하여 제 1 배향막(67a)을 형성한다.
그리고, 상기 하부 기판(59)에 대향하는 상부 기판(60) 상에 블랙매트릭스(64)를 형성하고, 상기 블랙매트릭스(64)가 상에 컬러필터(65)를 형성하고, 상기 컬러필터(65) 상에 공통전극(66)을 형성하고, 상기 공통전극(66) 상에 폴리 이미드를 도포하고 상기 제 1 배향막(67a)의 러빙방향과 직교하도록 수평 또는 수직방향으로 러빙하여 제 2 배향막(67b)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 배향막(67a) 및 제 2 배향막(67b)이 형성된 하부 기판(59) 또는 상부 기판(60)은 도 11에 도시된 복수개의 화살표 중 각각 하나의 방향으로 러빙된다.
마지막으로, 상기 두 기판사이에 셀갭을 유지하기 위한 스페이서를 산포하고, 상기 두 기판의 가장자리에 씰을 형성하고 합착한 후, 상기 두 기판사이에 액정을 주입하여 마무리한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 러빙공정은 복수개의 셀(72)이 형성된 상부 기판(60) 또는 하부 기판(59) 상에서 상기 수평 또는 수직하는 방향으로 회전하는 러빙롤(도시하지 않음)에 의해 러빙된다.
이때, 상기 러빙롤의 외주면에 러빙포(도시하지 않음)가 감겨져 회전하고 있고, 상기 상부 기판(60) 또는 하부 기판(59)을 상기 러빙롤의 수직방향으로 투입함으로써, 상기 상하부 기판(59,60) 상에 평탄하게 형성된 폴리이미드계 화합물의 표면을 스크래치 하도록 한다.
도시하지는 않았지만, 일측의 대각선 방향으로 상기 러빙된 상부 기판(60) 또는 하부 기판(59)에 대향하는 기판은 타측 대각선 방향으로 러빙된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 제조 방법은 수평 또는 수직 방향 즉, 상하부 기판(59,60)의 모서리에 수직하는 방향으로 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)을 러빙함으로써, 러빙롤의 길이 줄일 수 있기 때문에 러빙롤의 외주면에 감기는 러빙포의 소모를 줄일 수 있으므로 생산성을 높일 수 있다.
뿐만 아니라, 러빙포의 길이가 줄어들어 상기 상하부 기판(59,60)의 단면적을 줄일 수 있으므로, 러빙 횟수에 따라 마모되는 러빙포의 균일도를 높일 수 있기 때문에 수율을 높일 수 있다.
실시예 2
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 개략적인 평면도이고, 도 13은 도 12의 Ⅲ~Ⅲ'선상에서의 단면도이다.
도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치는 대향하는 상하부 기판(59,60)사이에 액정층(68)이 있고, 상기 하부 기판(59) 상에 복수개의 게이트 라인(51) 및 데이터 라인(53)에 의해 정의되는 화소영역이 있고, 상기 화소영역 내에는 전기적 신호를 스위칭 하는 게이트 전극(52) 및 전기적인 신호를 인가하는 소스/드레인을 포함하는 박막 트랜지스터(7)와 액정에 전기적 신호를 인가하는 화소 전극(58)이 형성되어 있다.
또한, 상하부 기판(59,60)의 대향하는 전면에 액정의 방향성을 부여하는 제 1 배향막(67a)과 제 2 배향막(67b)이 형성되어 있고, 상기 각 화소 영역 내에서 상기 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)의 배향 경계(54)를 중심으로 프리틸트 각의 변화에 따라 상기 액정층(68)의 배향이 달라지는 제 1 도메인(Domain)(55a)과 제 2 도메인(55b)으로 형성되어 있다.
여기서, 상기 액정층(68)은 서로 다른 방향의 프리틸트각을 갖는 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)에 의해 상기 화소 영역 내의 제 1 및 제 2 도메인(55a,55b)에서 프리틸트각(Pre-tilt angle)이 큰 방향으로 액정분자의 장축이 배향 된다.
즉, 각 도메인에서 프리틸트각이 큰 기판이 서로 바뀜에 따라, 각 도메인 별로 평균 액정분자의 방향이 서로 반대방향이 되도록 분포하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 제 1 및 제 2 도메인(55a,55b)의 주 시야각 방향이 서로 반대가 되도록 함으로써, 시야각을 보상할 수가 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 두 기판과 편광판 사이에 적어도 하나 이상의 위상차 보상필름을 형성하여 컨트라스트를 높일 수 있다.
이때, 상기 위상차 보상필름은 상기 액정과 마찬가지로 굴절율 이방성을 갖고, 시각의 변화로 인한 투과율을 보상한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치는 복수개의 도메인을 형성하여 시야각을 보상할 수 있고, 상기 두 기판의 외부에 적어도 하나 이상의 위상차 보상필름을 형성하여 컨트라스트를 높일 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치 의 제조 방법은 상기 제 1 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치에서 이미 언급하였으므로, 도면을 참조하여 요부만을 기술한다.
도 14a 내지 도 14c는 도 11의 Ⅲ∼Ⅲ' 선상을 자른 공정 단면도이다.
먼저, 도 14a에 도시한 바와 같이, 배향막의 형성 공정 시 박막트랜지스터(57) 어레이 공정과 화소 전극(58) 공정을 마친 하부 기판(59)과 공통전극(66)이 형성된 상부 기판(60) 상에 각각 폴리이미드(polyimide)계 화합물을 도포한 후, 각각 수평 또는 수직방향(0°또는 90°방향)으로 러빙(rubbing)한다.
다음, 도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 하부 기판(59)은 상기 도 12의 제 2 도메인(55b)(domain)이 이루어질 부분에 상응하는 위치에 포토마스크(70)(photomask)를 이용하여 가린 다음, 자외선(69)을 조사하여 자외선(69)으로부터 노출된 제 1 도메인(55a)은 배향막 프리틸트각을 줄인다.
반면, 상기 상부 기판(60)은 제 1 도메인(55a)이 이루어질 부분에 상응하는 위치에 포토마스크(70)로 가리고, 자외선(69)을 조사하여 제 2 도메인(55b) 영역 배향막의 프리틸트각을 줄인다.
이때, 상기 상부 기판(60)의 배향막 공정은 상기 하부 기판(59)의 배향막 공정에 사용되는 포토마스크(70)와 반대의 명암을 가진 포토마스크(70)가 사용된다.
이러한 각각의 기판에 대한 단위 공정을 마치고 상기 하부 기판(59) 또는 상기 상부 기판(60)에 스페이서를 산포하고, 상기 하부 기판(59)과 상기 상부 기판(60)을 합착한 후 상기 하부 기판(59)과 상기 상부 기판(60) 사이에 액정을 주입한다.
도 14c에 도시된 바와 같이, 서로 대향하는 상하부 기판(59,60) 사이에 형성된 액정층(68)의 평균 액정분자의 장축은 각 도메인에서 프리틸트각이 큰 방향으로 배향되어 서로 반대방향이 되도록 분포하게 된다.
이로부터, 두 도메인의 주 시야각 방향이 서로 반대가 되도록 함으로써, 시야각을 보상할 수가 있다.
이때, 액정분자의 장축 방향이 일정하거나 또는 연속적으로 달라져 불연속성이 없는 부분을 도메인이라고 하면, 상기 프리틸트각이 틀려지는 경계 즉, 배향 경계(54)와 상기 상이한 프리틸트각에 의해 방향성이 변화되는 부분을 액정의 도메인 경계라고 한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 TN 모드 액정표시장치의 제조 방법은 상하부 기판(59,60) 상에 각각 수직 또는 수평으로 러빙되는 제 1 및 제 2 배향막(67a, 67b)을 각 화소 영역 내어서 선택적으로 자외선(69)을 노광하여 주 시야각이 다른 복수개의 도메인을 형성함으로써 시야각을 보상받을 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 TN모드 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 배향막의 형성 시 러빙 방향을 수평 또는 수직하여 상기 배향막과 마찰에 의해 마모되는 러빙포의 균일도를 높일 수 있기 때문에 수율을 높일 수 있다.
둘째, 수평 및 수직방향으로 러빙된 배향막과, 상기 배향막에 의해 배향되는 액정층의 투과율을 보상하기 위해 위상차 보상필름을 사용하여 컨트라스트를 높일 수 있다.
셋째, 수평 또는 수직방향으로 러빙된 배향막을 하나의 화소 영역 내에서 주 시야각이 다른 복수개의 도메인을 형성할 수 있기 때문에 주 시야각을 보상할 수 있다.

Claims (13)

  1. 삭제
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 하부 기판 상에 박막트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 공정과,
    상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판 상에 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 공정과,
    상기 하부 기판 및 상부 기판 상에 폴리 이미드계 화합물을 도포하고, 각각 수평 또는 수직 중 하나의 방향으로 러빙하여 서로 다른 방향의 프리틸트각을 갖는 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 공정과,
    상기 화소 전극에 상응하는 상기 화소 영역 내에서 서로 대응되는 상기 제 1 및 제 2 배향막의 상기 프리틸트각을 교번하도록 줄여 복수개의 도메인을 형성하는 공정과,
    상기 두 기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 배향막은 각각의 화소영역 내에서 서로 다른 복수 개의 프리틸트각을 갖도록 하기 위해 선택적으로 자외선을 조사하여 주시야각에 따른 복수개의 도메인을 형성하고,
    상기 서로 대향하는 상하부 기판 사이에 형성된 액정층의 평균 액정분자의 장축은 각 도메인에서 프리틸트각이 큰 방향으로 배향되어 서로 반대방향이 되도록 분포하는 것을 특징으로 하는 티엔 모드 액정표시장치의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 상하부 기판의 배향막 공정은 서로 반대되는 명암을 가진 포토 마스크가 사용됨을 특징으로 하는 티엔 모드 액정표시장치의 제조 방법.
  13. 삭제
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