KR101010417B1

KR101010417B1 - 다양한 구동모드의 액정표시소자 제조방법

Info

Publication number: KR101010417B1
Application number: KR1020040026369A
Authority: KR
Inventors: 윤원균; 이수웅
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2011-01-21
Also published as: KR20050000492A

Abstract

본 발명은 하나의 유리기판에 다양한 구동모드의 액정표시소자를 제작하기 위한 것으로, 제1영역 및 제2영역으로 구분되며 각 영역에 서로 다른 구동모드를 갖는 적어도 하나의 패널영역이 형성된 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판 및 제2기판에 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제1배향방향을 형성하는 단계; 상기 제2영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제2배향방향을 형성하는 단계; 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하고 분리하여 액정패널을 형성하는 단계로 구성된다.

구동모드, 유리기판, 액정패널, 배향, 러빙

Description

다양한 구동모드의 액정표시소자 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING VARIOUS DRIVING MODE}

도 1은 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 2는 종래 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 흐름도.

도 3(a) 및 도 3(b)는 유리기판상에 복수의 액정패널이 형성된 것을 나타내는 도면.

도 4는 유리기판상에 다른 규격을 갖는 복수의 액정패널이 형성된 것을 나타내는 도면.

도 5(a)∼도 5(c)는 본 발명에 따라 유리기판상에 다른 구동모드를 갖는 복수의 액정패널이 형성된 것을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따라 유리기판상에 다른 구도모드 및 다른 규격을 갖는 복수의 액정패널이 형성된 것을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법을 나타내는 흐름도.

도 8은 복수의 패널영역이 형성된 유리기판을 나타내는 도면.

도 9(a)∼도 9(e)는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.

도 10(a)는 트위스트네매틱모드 액정표시소자의 배향방향을 나타내는 도면.

도 10(b)는 횡전계모드 액정표시소자의 배향방향을 나타내는 도면.

도 11(a) 및 도 11(b)는 본 발명에 적용된 러빙방법을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 유리기판 210a,210b,210c : 액정패널

240 : 러빙롤 260a,260b,260c : 게이트전극

262a,262b,262c : 반도체층 263a,263b,263c : 소스전극

264a,264b,264c : 드레인전극 270,280 : 배향막

272a,272b,272c : 블랙매트릭스 274 : 컬러필터

본 발명은 액정표시소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 유리기판상에 다양한 크기 및 모드의 액정표시소자를 제조함으로써 유기기판의 효율을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있는 액정표시소자 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시소자(liquid crystal display device)는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀(liquid crystal cell)들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시소자이다.

도1은 이러한 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도로이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(10)는 구동소자 어레이기판(1)과 컬러필터기판(2)이 합착 되어 형성되는데, 복수의 화소가 매트릭스형상으로 배열되는 화상표시부(13)와, 상기 화상표시부(13)의 게이트라인 및 데이터라인에 각각 접속되는 게이트패드부(14) 및 데이터패드부(15)로 구성된다. 이때, 구동소자 어레이기판(1)의 일측 장변과 일측 단변은 컬러필터기판(2)에 비해 돌출되며, 상기 구동소자 어레이기판(1)의 돌출된 일측 단변에 게이트패드부(14)가 형성되고, 구동소자 어레이기판(1)의 돌출된 일측 장변에 데이터패드부(15)가 형성된다.

상기 게이트패드부(14)는 게이트구동부로부터 공급되는 주사신호(scan signal)를 화상표시부(13)의 게이트 배선들에 공급하고, 데이터패드부(15)는 데이터구동부로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(13)의 데이터 배선들에 공급한다.

상기 구동소자 어레이기판(1)의 화상표시부(13)에는 화상정보가 인가되는 복수의 데이터라인과 주사신호가 인가되는 복수의 게이트라인에 의해 정의되는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소내에는 화소전극과 상기 화소전극에 신호를 인가하는 구동소자인 박막트랜지스터가 배치된다.

상기 컬러필터기판(2)의 화상표시부(13)에는 컬러를 구현하는 컬러필터와 상기 박막트랜지스터 어레이기판(1)에 형성된 화소전극의 대향전극인 공통전극이 구비된다.

상기한 바와 같이 구성된 구동소자 어레이기판(1)과 컬러필터기판(2)은 화상표시부(13)의 외곽에 형성된 실런트(도면상에 도시되지 않음)에 의해 대향하도록 합착되며, 그 합착된 구동소자 어레이기판(1)과 컬러필터기판(2) 사이에는 액정층이 형성되며 스페이서에 의해 일정한 셀갭이 유지된다.

이러한 액정표시소자는 유리등으로 이루어진 대면적의 기판에 복수의 구동소자 어레이기판들을 형성하고, 별도의 기판에 복수의 컬러필터기판들을 형성하여 두개의 모기판을 합착함으로써 복수의 액정패널들을 형성한 후, 상기 액정패널로 절단하여 형성되는 것이다.

이러한 액정표시소자의 제조공정은 크게 구동소자 어레이기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 컬러필터기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 구동소자 어레이기판상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 컬러필터기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 각각 배향막을 도포한 후 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angle)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 구동소자 어레이기판(1)에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서를 산포하고 컬러필터기판의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107).

한편, 상기 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 박막트랜지스터 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).

통상적으로 유리기판상에는 4매, 6매, 8매, 또는 16매 같이 다양한 매수의 액정패널이 형성된다. 이와 같이 유리기판상에 복수매의 액정패널은 형성하는 기술은 액정표시소자의 제조효율을 결정하는 중요한 요인이다. 따라서, 유리기판을 효율적으로 사용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 대면적의 액정표시소자가 요구되는 현재에는 대면적의 복수매를 유리기판상에 형성하는 기술이 액정표시소자를 제조하는 제조업체의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요인이 되고 있는 실정이다.

일반적으로 유리기판(20)상에는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 동일한 크기의 액정패널(10)이 복수매 형성된다. 이때, 유리기판(20)의 면적은 복수매의 액정패널(10)이 설정된 간격을 두고 형성되도록 제작되어야만 한다. 액정표시소자 는 상기 유리기판(20)을 가공하여 액정패널(10)을 분리하기 때문에, 액정패널(10)이 형성되지 않는 영역은 가공후 폐기되는 영역이다. 따라서, 유리기판(20)은 가능한한 액정패널(10)의 간격을 최소화하는 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

그런데, 유리기판(20)은 설정된 표준에 의해 제작되며, 이 유리기판(20)의 표준은 액정패널(10)의 크기에 따라 달라진다. 다시 말해서, 유리기판(20)의 표준은 제작하고자 하는 액정패널(10)이 가장 효율적으로 제작될 수 있는 면적으로 설정되는 것이다. 따라서, 설정된 표준의 유리기판(20)에 다른 면적의 액정패널(10)을 형성하는 경우 도 3(b)에 도시된 바와 같이 액정패널(10)이 형성되지 않는 영역이 많이 발생하게 된다. 물론, 이 경우 제작하고자 액정패널(10)에 대응하는 표준을 갖는 유리기판(20)에 해당 액정패널(10)을 형성하면 되지만 제작하고자 하는 액정패널(10)에 대해 표준화된 유리기판(20)이 없는 경우, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 액정패널(10)을 다른 표준의 유리기판(20)에 형성해야만 한다. 따라서, 유리기판(20) 중 많은 영역이 액정패널(10)의 분리 가공후 폐기되므로, 액정표시소자의 제조비용이 증가하는 문제가 있었다(유리기판의 비용은 액정표시소자 제조비용의 많은 부분을 차지한다).

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 하나의 유리기판에 다양한 규격의 액정패널을 형성하므로써 유리기판의 효율적인 사용이 가능한 액정표시소자 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 유리기판에 다양한 구동모드의 액정패널을 형 성하여 하나의 제조라인에서 서로 다른 구동모드의 액정패널을 제작하므로써 제조비용을 대폭 절감할 수 있는 액정표시소자 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일관점에 따른 액정표시소자 제조방법은 제1영역 및 제2영역으로 구분되며, 각 영역에 서로 다른 구동모드를 갖는 적어도 하나의 패널영역이 형성된 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계; 상기 제1기판 및 제2기판에 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제1배향방향을 형성하는 단계; 상기 제2영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제2배향방향을 형성하는 단계; 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하고 분리하여 액정패널을 형성하는 단계로 구성된다.

제1기판 및 제2기판은 각각 박막트랜지스터기판 및 컬러필터기판이고, 상기 기판에 형성되는 구동모드는 TN모드, IPS모드 및 VA모드이다. 배향방향의 형성은 러빙롤을 이용하여 배향막을 러빙함으로써 이루어진다.

또한, 본 발명의 다른 관점에 따른 액정표시소자 제조방법은 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역을 포함하는 제1기판을 제공하는 단계와, 상기 제1기판 위의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 TN패널영역 및 VA패널영역에 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 IPS패널영역에 횡전계를 형성하는 적어도 한쌍의 전극을 형성하는 단계와, 상기 제1기판상에 제1배향막을 형성하는 단계와, 상기 제1배향막을 제1배향하여 TN패널영역에 제1배향방향을 제공하는 단계와, 상기 제1배향막을 제2배향하여 IPS패널영역에 제2배향방향을 제공하는 단계로 구성된다.

본 발명에서는 대면적의 유리기판상에 서로 다른 규격의 액정패널을 형성함으로써 하나의 유리기판에서 다양한 규격의 액정패널을 형성한다. 이러한 다양한 규격의 제작에 의해 유리기판을 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 되므로, 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 다양한 구동모드의 액정패널을 하나의 기판에 제작하므로, 다양한 모드의 액정표시소자를 하나의 제조라인에서 제작할 수 있게 된다.

도 4에 다른 규격을 갖는 액정패널(110a,110b)이 형성된 유리기판(100)이 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 유리기판(100) 상에는 제1크기의 제1액정패널(110a)이 4매 형성되어 있으며 제2크기의 제2액정패널(110b)이 2매 형성되어 있다. 도 3(b)에 도시된 유리기판에서는 4개의 액정패널(도 4의 제1액정패널과 동일한 크기인)만이 형성되어 있는 반면에, 본 발명에서는 동일한 크기의 유리기판(100) 상에 6매의 액정패널(110a,110b)이 형성되어 있으므로, 동일한 유리기판비용으로 더 많은 액정패널을 제작할 수 있게 된다. 따라서, 액정표시소자 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

한편, 유리기판(100)에는 다양한 규격의 액정패널이 형성될 수 있다. 유리기판(100)의 크기에 따라 유리기판(100)을 가장 효율적으로 사용할 수 있는 규격의 액정패널을 형성할 수 있는 것이다. 특히, 텔레비젼용 액정표시소자나 노트북용 액정표시소자 또는 핸드폰(mobile phone)용 액정표시소자와 같은 다른 용도의 액정표시소자는 그 크기의 차이가 크므로, 하나의 유리기판(100)에 많은 매수의 액정패널 이 효율적으로 형성될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에서는 하나의 유리기판상에 크기가 다른 액정패널만을 형성하는 것이 아니라, 다양한 구동모드(driving mode)의 액정표시소자를 제작할 수 있게 된다. 도 5(a)∼도 5(c)는 하나의 유리기판(200) 상에 서로 다른 구동모드를 갖는 액정패널(210a,210b,210c)이 형성된 것을 나타내는 도면이다.

이때, 도 5(a)는 유리기판(200)상에 TN(Twisted Nematic)모드의 액정패널(210c)과 IPS(In Plane Switching)모드 액정패널(210a)이 형성된 것을 나타내는 도면이고, 도 5(b)는 유리기판(200)상에 TN모드 액정패널(210c)과 VA(Vertical alignment)모드 액정패널(210b)이 형성된 것을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 5(c)는 유리기판(200)상에 IPS모드 액정패널(210a)과 VA모드 액정패널(210b)이 형성된 것을 나타내는 도면이다.

상기 도 5(a)∼도 5(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 하나의 기판(200) 상에 TN모드, IPS모드 및 VA모드와 같은 다양한 모드의 액정패널을 형성할 수 있게 되므로, 각 구동모드 마다 제조라인을 별도로 설치할 필요가 없이 하나의 제조라인에 의해 다양한 전자제품에 적용되는 다양한 모드의 액정표시소자를 제작할 수 있게 된다.

그런데, 상기 도 5(a)∼5(c)에 도시된 유리기판(200)에는 동일한 크기의 다른 구동모드 액정패널(210a,210b,210c)만이 형성되어 있지만, 도 6에 도시된 바와 같이 유리기판(200)상에 다양한 크기 및 다양한 모드의 액정패널(210a,210b,210c)을 형성할 수도 있을 것이다.

이하，첨부한　도면을　참조하여　다양한　모드의　액정패널이　형성되는　유리기판을　이용한　액정표시소자를　제조하는　방법을　상세히　설명한다．

이때, 도 7은 다양한 모드의 액정패널이 형성되는 유리기판을 이용한 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 흐름도이고, 도 8은 TN모드패널과 IPS모드패널 및 VA모드패널이 형성되는 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역이 표시된 유리기판을 나타내는 도면이며, 도 9(a)∼도 (b)는 도 8의 I-I'선 단면을 따라 도시된 액정표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.

우선, 도 7에 도시된 바와 같이, 구동소자 어레이공정에 의해 구동소자 어레이기판상의 IPS패널영역, VA패널영역 및 TN패널영역에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S201). 또한, 컬러필터기판의 IPS패널영역, VA패널영역 및 TN패널영역에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층을 형성한다(S206).

이러한 구동소자어레이공정과 컬러필터공정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 제1유리기판(250a)상의 IPS패널영역, VA패널영역 및 TN패널영역에 각각 게이트전극(260a,260b,260c)을 형성한 후, 상기 제1기판(250a) 전체에 걸쳐 게이트절연층(252)을 형성한다.

이어서, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, IPS패널영역, VA패널영역 및 TN패널영역에 각각 반도체층(262a,262b,262c), 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)을 형성한다. 이때, 상기 반도체층(262a,262b,262c), 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)은 포토레지스트 및 마스크를 이용한 사진식각공정에 의해 형성되는 것으로, 일반적인 마스크를 사용하여 반도체를 적층하고 식각하여 반도체층(262a,262b,262c)을 형성한 후, 금속을 적층하고 식각하여 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)을 형성할 수 있다. 이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 반도체층(262a,262b,262c)은 비정질실리콘(a-Si) 또는 다결정실리콘(p-Si)으로 이루어진 진성반도체층과 불순물이 도핑된 n⁺층으로 이루어진다.

또한, 상기 반도체층(262a,262b,262c), 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)은 회절마스크를 이용하여 형성할 수도 있다. 즉, 반도체와 금속을 연속 적층하고 포토레지스트를 도포한 후, 회절노광하여 반도체층(262a,262b,262c), 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)을 형성할 수 있게 된다. 즉, 하나의 마스크공정에 의해 반도체층(262a,262b,262c), 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)을 형성하는 것이다.

한편, 제1기판(250a)의 IPS패널영역에는 공통전극(267)이 형성된다. 상기 공통전극(266a)은 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)과는 다른 금속으로 이루어질 수도 있지만, 소스전극(263a,263b,263c) 및 드레인전극(264a,264b,264c)과 동일한 공정에 의해 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.

그후, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 제1기판(250a) 전체에 걸쳐 보호층(254)을 형성한다. 이어서, IPS패널영역에 공통전극(267)과 실질적으로 평행하게 배치되어 제1기판(250a)의 표면과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성하는 화소전극(266a)을 형성하고 VA패널영역과 TN패널영역에는 각각 화소전극(266b,266c)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(266a,266b,266c)은 보호층(254)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인전극(262a,262b,262c)에 전기적으로 접속된다. IPS패널영역의 화소전극(266a)과 VA패널영역 및 TN패널영역의 화소전극(266c,266c)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 물질로 이루어진다.

한편, IPS패널영역에 배치되는 공통전극(267) 및 화소전극(266a)은 특정한 위치에 특정한 물질로 형성될 필요는 없다. 다시 말해서, 상기 공통전극(267)과 화소전극(266a)은 동일층, 즉 제1기판(250a)이나 게이트절연층(252), 보호층(254) 위에 형성될 수도 있고, 각각 다른 층에 형성될 수도 있다(예를 들면, 공통전극(267)은 제1기판(250a)에 형성되고 화소전극(266a)은 게이트절연층(252) 위에 형성되거나 공통전극(267)은 보호층(254) 위에 형성되고 화소전극(266a)은 게이트절연층(252) 위에 형성될 수 있다).

도 9(d)에 도시된 바와 같이, 제2유리기판(250b)의 IPS패널영역, VA패널영역 및 TN패널영역에는 각각 블랙매트릭스(272a,272b,272c)가 형성되고 그 위에 컬러필터층(274a,274b,274c)을 형성한다. 상기 컬러필터층(274a,274b,274c)은 실제 컬러를 구현하기 위한 것으로, R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러필터층으로 구성된다. 또한, VA패널영역 및 TN패널영역에는 ITO와 같은 투명한 금속으로 이루어진 공통전 극(282)이 형성된다. 이때, 상기 VA패널영역의 공통전극(282)에는 일부가 제거된 슬릿(284)이 형성되어 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(274a,274b,274c)상에 오버코트층을 형성할 수도 있다.

상기 슬릿(284)은 VA패널영역을 복수개의 도메인으로 분할하여 제작되는 VA모드 액정패널의 시야각특성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 슬릿(284)에 의해 슬릿의 주위에 형성되는 화소전극(266b)과 공통전극(282) 사이의 전계가 상기 슬릿(284)을 중심으로 서로 대칭적으로 분포되며(이 슬릿을 중심으로 복수의 도메인이 형성된다), 이 전계의 분포를 따라 액정분자가 슬릿(284)을 중심으로 배향되어 주시야각방향이 서로 다른 방향으로 보상됨으로써 시야각특성이 향상되는 것이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이러한 복수의 도메인은 공통전극(282)에 형성된 슬릿(284)에 의해서만 이루어지는 것이 아니라, 공통전극(282)에 형성된 돌기나 컬러필터층(274)에 형성되는 홀(hole), 화소전극(266b)에 형성되는 슬릿 및 제1기판(250a)상에 형성되는 돌기에 의해 형성될 수도 있다. 또한, 게이트전극(260b)이나 소스/드레인전극(263b,264b) 또는 화소전극(266b)이 형성되는 층에 부가의 전극을 형성하여 화소전극(266b)과 공통전극(282) 사이의 전계를 왜곡함으로써 복수의 도메인을 형성할 수도 있다. 더욱이, 제1기판(250a)에 슬릿이나 돌기 또는 부가의 전극을 형성하고 제2기판(250b)에 슬릿이나 돌기를 형성함으로써 복수의 도메인을 형성할 수도 있을 것이다.

상기와 같이, 구동소자 어레이공정과 컬러필터공정에 의해 제1기판(250a)과 제2기판(250b)에 각각 박막트랜지스터와 컬러필터층을 형성한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 각각 배향막(도면표시하지 않음)을 도포하고(S203,S207), 이어서 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 형성된 배향막을 제1러빙한다(S203,S208).

한편, 액정표시소자는 액정층을 투과하는 광의 양을 제어함으로써 화상을 표시하는 표시소자이다. 광의 투과량의 제어는 복굴절특성을 갖는 액정분자의 초기 배향상태와 신호에 의한 액정분자의 구동에 의해 이루어진다. 그리고, 액정표시소자의 구동모드는 상기와 같은 액정분자의 초기 배향방향과 구동형태에 의해 구분되는 것이다. 다시 말해서, 각 구동모드의 액정표시소자는 다른 구동모드의 액정표시소자와는 다른 초기 배향방향을 갖고 있는 것이며, 따라서 배향막에 실행되는 러빙방향도 달라져야만 한다.

상기와 같이 서로 다른 모드의 액정패널에 형성되는 배향방향(러빙방향)의 예가 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시되어 있다. 이때, 도 10(a)는 TN모드의 액정패널(210c)에 형성되는 배향방향을 나타내는 도면이고 도 10(b)는 IPS모드 액정패널(210a)에 형성되는 배향방향을 나타내는 도면이다. 일반적으로 VA모드 액정패널에는 배향공정이 실행되지 않을 수 있으며, 따라서 상기 VA모드 액정패널에는 배향방향이 도시되어 있지 않다. 그러나, 상기 VA모드에서도 배향공정을 실행하여 VA모드 액정패널에 배향방향을 형성할 수도 있을 것이다.

도면에서 점선으로 표시되는 것은 구동소자 어레이기판의 배향막에 형성된 배향방향이고 실선으로 표시된 것은 컬러필터기판의 배향막에 형성된 배향방향이며, X,Y는 각각 게이트라인과 데이터라인의 연장방향을 나타낸다. 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, TN모드에서는 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 형성된 배향막의 배향방향이 서로 교차하여 게이트라인을 중심으로 대칭으로 형성되어 있는 반면에, IPS모드에서는 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 형성된 배향막의 배향방향이 데이터라인의 연장방향과 평행하게 형성되어 있다. 이때, IPS모드에서 배향방향이 데이터라인의 연장방향과 일정한 각도(약 15도)로 형성될 수도 있지만, 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에서의 배향방향은 서로 평행할 것이다.

상기와 같은 점을 감안하면 기판(구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판)에 형성된 다른 모드의 패널영역에는 서로 다른 방향의 러빙이 실행되어야만 한다. 제1러빙공정에서는 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 형성된 제1모드의 액정패널에 러빙을 실행하는 것이다.

즉, 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 둘레에 러빙포가 구비된 러빙롤(240)을 진행방향(예를 들어, 액정패널(210c)에 형성된 데이터라인(도면표시하지 않음)의 연장방향)에 대하여 일정 각도(약 45도)로 배치한 후 러빙롤(240) 또는 기판(200)을 작동하여 TN모드 액정패널(210c)이 형성된 유리기판(200)의 TN패널영역(200c)을 러빙함으로써 제1러빙을 실행하는 것이다. 이때, IPS패널영역(200a) 및 VA패널영역(200b)은 마스크 또는 포토레지스트에 의해 차단되므로, 제1러빙은 단지 TN패널영역(200c)의 TN모드 액정패널(210c)에만 이루어진다.

이때, 러빙롤(240)의 배치각도는 유리기판(200)에 형성되는 액정패널(210a)의 배치방향에 따라 달라진다. 즉, 액정패널이 게이트라인이 X축방향으로 연장되어 있는지 Y축방향으로 연장되어 있는지에 따라 러빙롤(240)의 배치각도가 달라진다. 또한, 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판의 제1러빙은 러빙롤(240)의 배치 각도를 변화시킴으로써 각기 다른 방향으로의 러빙이 실행될 수 있을 것이다.

상기와 같은 제1러빙이 종료되면 제2러빙을 실행하는데(S204,S209), 도 11(b)에 제2러빙이 도시되어 있다. 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 제2러빙은 러빙롤(240)을 진행방향과 수직으로 배치한 후 러빙롤(240) 또는 기판(200)을 작동하여 IPS모드 액정패널(210a)이 형성된 유리기판(200)의 IPS패널영역(200a)을 러빙함으로써 실행된다. 이경우에도 상기 제2러빙은 VA패널영역(200b) 및 TN패널영역(200c)을 마스크 또는 포토레지스트로 블로킹한 상태에서 실행한다. 이때, 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 형성되는 배향방향은 동일하므로 상기 공정을 반복하여 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 배향방향을 부여할 수 있게 된다. 이때, 상기 배향방향을 부여하는 공정으로서, 러빙롤을 이용한 러빙공정 이외에, 자외선(UV)과 같은 광을 이용한 광배향, 이온을 이용한 이온빔배향, 증착을 이용한 사방증착배향 등을 적용할 수도 있다.

상기와 같이, 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 형성된 배향막에 특정방향으로의 배향규제력을 형성한 후, 구동소자 어레이기판에 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서를 산포하고 컬러필터기판의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판에 압력을 가하여 합착한다(S205,S210,S211).

도 9(e)에 합착된 제1기판(250a) 및 제2기판(250b), 즉 구동소자 어레이기판 과 컬러필터기판이 도시되어 있다. 도 9(e)에 도시된 바와 같이, 제1기판(250a) 및 제2기판(250b)에는 각각 배향막(270,280)이 형성되어 있으며, 각 배향막(270,280)의 IPS패널영역 및 TN패널영역에는 상술한 러빙공정에 의해 각각 다른 방향의 배향방향이 부여된다.

이어서, 상기와 같은 구성의 제1기판(250a) 및 제2기판(250b)을 절단, 가공하여 각각의 액정패널을 분리한 후(S212), 분리된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S213,S214). 이때, 각각의 액정패널, 즉 서로 다른 구동모드의 액정패널에는 동일한 종류의 액정이 주입될 수도 있지만 다른 종류의 액정이 주입될 수도 있다. 예를 들어, TN모드 액정패널과 IPS모드 액정패널에는 양성(positive) 액정이 주입되지만, VA모드 액정패널에는 음성(negative) 액정이 주입되어 전계의 미인가시 액정분자가 수직배향된다.

상기 방법에서는 액정을 진공주입에 의해 개개의 분리된 액정패널에 주입함으로써 액정표시소자를 완성한다. 그러나, 본 발명이 상기와 같은 진공주입방법에만 적용되는 것이 아니라 유리기판상에 직접 액정을 적하하는 액정적하방법에도 적용될 수 있을 것이다. 이 경우, 다양한 모드의 패널영역이 형성된 구동소자 어레이기판 또는 컬러필터기판에 액정을 직접 적하하고 상기 구동소자 어레이기판과 컬러필터기판의 합착하여 액정층을 형성한 후, 합착된 기판을 가공하여 개개의 액정패널로 분리함으로써 액정표시소자를 제작하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 하나의 유리기판에 다양한 규격의 액정패널을 형성하므로 유리기판을 효율적으로 사용할 수 있게 되어 제조비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 하나의 유리기판에 다양한 구동모드의 액정패널을 형성하므로 하나의 제조라인에서 서로 다른 구동모드의 액정패널을 제작할 수 있게 된다. 따라서, 서로 다른 구동모드의 액정패널을 제작하기 위한 복수의 제조라인이 필요없게 되어 제조비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

Claims

복수의 영역으로 구분되며, 각각의 영역에 서로 다른 구동모드를 갖는 적어도 하나의 패널영역이 형성된 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판을 제공하는 단계;

상기 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판에 배향막을 형성하는 단계;

복수의 영역중 제1영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제1배향방향을 형성하는 단계;

복수의 영역중 제2영역에 형성된 패널영역의 배향막에 제2배향방향을 형성하는 단계;

상기 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판을 합착하고 분리하여 액정패널을 형성하는 단계로 구성된 액정표시소자 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 구동모드는 TN(Twisted Nematic)모드, IPS(In Plane Switching)모드 및 VA(Vertical Alignment)모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 구동소자 어레이기판을 제공하는 단계는,

TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역을 구비하는 제1기판을 제공하는 단계;

상기 제1기판의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 제1기판의 IPS패널영역에 실질적으로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 적어도 한쌍의 전극을 형성하는 단계; 및

상기 제1기판의 TN패널영역 및 VA영역에 화소전극을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는 회절마스크를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1배향방향을 형성하는 단계는 러빙롤을 이용하여 제1영역에 형성된 패널영역의 배향막을 제1방향으로 러빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2배향방향을 형성하는 단계는 러빙롤을 이용하여 제2영역에 형성된 패널영역의 배향막을 제2방향으로 러빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1영역 및 제2영역의 패널영역은 동일한 면적인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1영역 및 제2영역의 패널영역은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 분리된 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판을 합착하기 전에 구동소자 어레이기판 및 컬러필터기판상에 액정을 적하하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
복수의 영역으로 구분되며, 각 영역에 서로 다른 구동모드를 갖는 적어도 하나의 패널영역이 형성된 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;

상기 제1기판 및 제2기판에 배향막을 형성하는 단계;

각 영역에 형성된 패널영역의 배향막에 각각 설정된 방향의 배향방향을 형성하는 단계; 및

상기 제1기판 및 제2기판을 합착하고 분리하여 액정패널을 형성하는 단계로 구성된 액정표시소자 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 배향방향을 형성하는 단계는 각 영역에 형성된 액정 패널의 배향막을 각각 설정된 방향으로 러빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 각 영역에 형성되는 패널영역은 동일한 면적을 갖는 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 각 영역에 형성된 패널영역은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
복수의 영역을 포함하는 기판상에 배향막을 형성하는 단계; 및 각 영역의 배향막을 별도로 러빙하여 각 영역의 배향막에 배향규제력을 제공하는 단계로 구성된 배향막 형성방법.
제15항에 있어서, 각 영역의 배향막은 동일한 방향으로 러빙된 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 각 영역의 배향막은 서로 다른 방향으로 러빙된 것을 특징으로 하는 방법.
TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역을 포함하는 제1기판을 제공하는 단 계;

상기 제1기판 위의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 TN패널영역 및 VA패널영역에 화소전극을 형성하는 단계;

상기 IPS패널영역에 횡전계를 형성하는 적어도 한쌍의 전극을 형성하는 단계;

상기 제1기판상에 제1배향막을 형성하는 단계;

상기 제1배향막을 제1배향하여 TN패널영역에 제1배향방향을 제공하는 단계; 및

상기 제1배향막을 제2배향하여 IPS패널영역에 제2배향방향을 제공하는 단계로 구성된 액정표시소자 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,

제1기판의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 게이트전극을 형성하는 단계;

상기 제1기판상에 게이트절연층을 형성하는 단계;

상기 게이트절연층 위의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 반도체층을 형성하는 단계;

상기 반도체층 위에 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계; 및

상기 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,

제1기판의 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 게이트전극을 형성하는 단계;

상기 제1기판상에 게이트절연층을 형성하는 단계;

상기 게이트절연층 위에 반도체와 금속을 연속 적층한 후 회절마스크를 이용하여 상기 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역에 각각 반도체층, 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계; 및

상기 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역을 포함하는 제2기판을 제공하는 단계;

상기 제2기판상에 블랙매트릭스 및 컬러필터층을 형성하는 단계;

상기 제2기판상의 TN패널영역 및 VA패널영역에 공통전극을 형성하는 단계;

상기 제2기판상에 제2배향막을 형성하는 단계;

상기 제2배향막을 제3배향하여 TN패널영역에 제3배향방향을 제공하는 단계;

상기 제2배향막을 제4배향하여 IPS패널영역에 제4배향방향을 제공하는 단계; 및

상기 제1기판 및 제2기판을 합착하고 분리하여 액정패널을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 액정패널을 형성하는 단계는,

상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계;

합착된 제1기판 및 제2기판을 단위패널로 분리하는 단계; 및

상기 단위패널에 액정을 주입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 액정패널을 형성하는 단계는,

상기 제1기판 또는 제2기판중 적어도 하나에 액정을 적하하는 단계;

상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계; 및

합착된 제1기판 및 제2기판을 분리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역은 동일한 면적인 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 TN패널영역, IPS패널영역 및 VA패널영역은 다른 면적인 것을 특징으로 하는 방법.