KR101041616B1 - 액정표시장치용 기판 상의 배향막 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 제조 공정 중 기판상에 배향막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
종래의 기판 상에 배향막 형성에 있어서 상기 배향막은 기판 상에 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴에만 형성되거나 또는 상기 패턴과 패턴 사이의 소정 영역에만 배향막 두께 균일성을 향상시키기 위해 더미패턴이 형성되었다.
하지만, 이러한 방법에 따른 배향막 형성에 의해 추후 공정인 러빙 공정 진행시 배향막이 형성되지 않은 기판 표면과 배향막이 형성된 기판 표면의 환경 차이에 의해 러빙 스크래치 불량이 다수 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 기판상에 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴 주위로 배향막이 형성되지 않는 패턴 테두리영역 이외의 기판상의 모든 영역에 배향막을 형성하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법을 제공함으로써 기판 표면 환경 차이에 의한 러빙포의 손상을 최소화하고, 또한 러빙포 손상에 의한 러빙 스크래치 불량을 감소시킴으로써 액정표시장치의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
전사판, 배향막, 더미패턴, 잉크 젯 분사장치, 배향막 인쇄장치

Description

액정표시장치용 기판 상의 배향막 형성 방법 {Method of fabricating an alignment film on substrate for a liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략도.
도 2는 배향막 인쇄 장치를 이용한 롤 코팅에 의한 기판상의 배향막 형성을 도시한 도면.
도 3a는 종래의 배향막을 기판에 전사시키는 역할을 하는 전사판을 도시한 평면도.
도 3b는 도 3a를 절단선 I-I를 따라 절단한 단면도.
도 4a는 도 3a에 도시한 전사판을 이용하여 배향막을 형성한 상태를 도시한 기판의 평면도.
도 4b는 도 4a를 절단선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 전사판 구조를 도시한 평면도.
도 5b는 도 5a를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 단면도.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따라 도 5a에 도시한 전사판을 이용하여 배향막을 형성한 기판을 도시한 평면도.
도 6b는 도 6a를 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 잉크 젯 분사장치를 이용한 기판상의 배향막 형성을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
180 : (어레이) 기판 ArP : 어레이 패턴
AA : 액티브 영역 PA : 패드부 영역
PIP : 배향막 패턴 DP :더미 배향막 패턴
PEA : 배향막 패턴 테두리부
본 발명은 액정표시장치의 배향막 형성에 관한 것으로, 더 상세히는 전사판및 이를 이용한 배향막의 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용한 장치이다.
즉, 전압이 가해지면 전계의 세기에 따라 액정의 분자배열이 바뀌고, 상기 액정의 분자배열에 따라 빛을 조절할 수 있는 특성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 상기 액정표시장치는 상부 및 하부의 절연기판과 그 사이에 충진된 액정으로 구성된다.
상기와 같은 액정표시장치에 대해 간단히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 투명한 절연기판 상에 컬러필터(7)와 상기 각 컬러필터(7)사이에 구성된 블랙매트릭스(6)와 상기 컬러필터와 블랙매트릭스(6) 상부에 증착된 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역(P) 상에 형성된 화소전극(36)과 스위칭소자(T)와 어레이배선이 형성된 하부기판(10)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(10) 사이에는 액정(9)이 충진되어 있다.
상기 하부기판(10)은 어레이 기판(array substrate)이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막 트랜지스터(T)를 교차하여 지나가는 게이트 배선(14)과 데이터 배선(22)이 형성된다. 이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(22)이 교차하여 정의되는 영역이며, 상기 화소영역(P)상에는 투명한 화소전극(36)이 형성된다.
전술한 액정표시장치의 제조공정에 대해 간단히 설명한다.
먼저, 어레이 기판은 증착(deposition), 노광(photo-lithography), 식각(etching)공정을 거쳐 박막 트랜지스터(thin film transistor)와 같은 다수의 스위칭 소자를 형성하고, 상기 각각의 스위칭 소자(switching device)에 대응하는 화소(pixel)를 매트릭스 형태로 구성하며, 상기 스위칭소자를 중심으로 배선이 교차되고 상기 각 배선의 일단에는 패드부가 형성되는 어레이 패턴이 형성된다.
또한, 컬러필터 기판에는 상기 어레이 기판과 마주보는 면에 공통전극을 형 성하고, 상기 공통전극 하부에 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터층이 형성된다.
전술한 바와 같이 제작된 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 서로 대향시킨 후, 상기 두 기판 사이에 액정을 충진하고, 상기 두 기판을 합착하여 하나의 패널을 형성하는 셀 공정을 진행하여 액정표시장치로 제품화 된다.
이렇게 제조된 액정표시장치는 액정의 전기광학적 효과를 이용한 것이고, 이러한 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되며, 상기 액정의 분자배열에 대한 제어는 액정표시장치에서의 화상 표시품위에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 액정 분자의 초기 배열을 고르게 하기 위해서 배향 공정을 진행하게 된다. 이는 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판에 배향막 물질을 고른 두께로 형성하고, 상기 배향막을 경화시킨 후, 상기 경화된 배향막을 일정한 방향성을 갖도록 하기 위해 러빙포라 불리우는 특수한 천으로 일정한 방향으로 마찰시켜 상기 배향막 내의 고분자 사슬을 일정방향으로 정렬시킴으로써 액정 분자의 초기배열 상태를 고르게 한다.
이때, 액정에 초기 상태의 질서를 부여하고 액정분자 각각이 규칙적인 응답을 할 수 있도록 하는 것이 배향막의 역할이며, 이러한 배향막은 주로 폴리이미드(PI)가 주로 이용되고 있다.
다음, 배향막의 형성 방법에 대해 도 2를 참조하여 좀 더 자세히 설명한다.
배향막 형성은 주로 복수개의 롤(52, 54)과 인쇄 스테이지(60)로 구성된 배향막 인쇄 장치(50)와 상기 배향막 인쇄 장치(50)를 구성하는 요소 중 판동(56)에 장착되는 소정 패턴 형태를 갖는 전사판(70)을 이용한 롤 코팅 방식이 주로 사용되 고 있다.
도 2는 배향막 인쇄 장치를 이용한 롤 코팅 방식에 의한 배향막 인쇄공정을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 배향막 인쇄 장치(50)는 일방향으로 왕복 운동하는 인쇄 스테이지(60)와, 상기 인쇄 스테이지(60)와 맞물려 회전하는 판동(56)과 상기 판동(56)상에 장착된 전사판(70)과, 상기 전사판(70)에 배향액을 전사시키는 아니록스롤(54)과, 상기 아니록스롤(54)에 배향액을 고르게 발라주는 닥터롤(52)과 상기 아니록스롤과 닥터롤 사이에 배향액을 공급하는 디스펜서(58)을 포함하여 구성되어 있다.
상기 인쇄 스테이지(60)에 기판(80)을 위치시키고, 인쇄 스테이지(60)가 일방향으로 동일한 속도로 움직이면, 상기 인쇄 스테이지(60)와 맞물려 있는 판동(56)이 회전하며, 상기 판동(56)상에 장착된 전사판(70)이 상기 인쇄 스테이지(60) 상에 위치한 기판(80)과 접촉하며, 상기 전사판(70)에 고르게 발라진 배향액을 상기 기판(80)에 전사시킴으로서 기판(80)상에 배향막을 형성하게 된다.
이후, 도시하지 않았지만, 상기 롤 코팅 방식에 의해 배향막이 형성된 기판(80)은 상기 기판(80)상의 배향액의 수분을 없애기 위해 건조공정과 상기 건조된 배향막을 경화시키기 위한 소성공정을 진행한다.
다음, 상기 경화된 배향막을 러빙포(미도시)가 감긴 러빙롤(미도시) 등을 포함하여 구성되는 러빙 장치(미도시)를 이용하여 상기 러빙포가 감긴 러빙롤을 일정속도로 회전시키며, 상기 러빙포를 상기 배향막 표면에 접촉시킴으로써 일정한 압 력을 갖고 마찰시켜 일방향으로 상기 배향막 내의 고분자 사슬을 정렬시키는 러빙공정을 진행하여 상기 배향 공정을 완료한다.
여기서, 배향막을 기판에 전사시키는 전사판과 상기 전사판을 이용하여 배향막이 형성된 기판을 도시한 도면을 참조하여 전술한 배향막 형성에 의한 문제점에 대해 설명한다.
도 3a는 종래의 배향막을 기판에 전사시키는 역할을 하는 전사판을 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a를 절단선 I-I를 따라 절단한 단면도이다. 또한, 도 4a와 도 4b는 도 3a에 도시한 전사판을 이용하여 배향막을 형성한 상태의 기판의 평면 및 단면 모양을 도시한 도면이다.
우선, 전사판의 구조에 대해 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한다.
도시한 바와 같이, 배향막 인쇄를 위한 전사판(70)은 크게 전사부(TRA)와 장착부(FXA)로 구성되며, 상기 전사부(TRA)는 다시 배향액을 보유하여 기판과 접촉하며 상기 보유한 배향액을 상기 기판에 전사시키는 역할을 하는 소정 두께를 갖는 패턴부(74)와 상기 패턴부(74)와 패턴부(74) 사이에 기판과 직접 접촉하지 않는 바탕부(72)와 상기 바탕부(72) 상에 상기 패턴부(74)와 동일한 두께로 기판에 접촉하는 것을 특징으로 하는 더미패턴부(76a, 76b, 76c)로 구성되어 있다.
다음, 상기 전사판(70)에 있어 다수의 홀(78)을 구비하여 장착지그(미도시)와 결합하여 배향막 인쇄기의 판동에 장착하기 위한 장착부(FXA)는 상기 종방향의 전사부(TRA) 양끝단에 각각 상기 전사부(TRA)의 바탕부(72)와 동일한 두께를 가지며 구성되어 있으며, 이때, 상기 전사부(TRA) 내의 패턴부(74) 및 더미패턴부(76a, 76b, 76c)의 두께는 통상 2.24mm 내지 2.84mm의 평균 두께로 형성되며, 상기 바탕부(72)의 두께는 1.4mm 내지 2.0mm의 평균 두께를 가지며 형성되고 있다.
도시한 전사판(70)은 얇은 두께를 갖는 바탕부(72) 상에 기판과 접촉하여 상기 전사판(70)에 공급된 배향막을 기판에 전사시키는 역할을 하는 패턴부(74) 및 상기 패턴부(74)와 패턴부(74) 사이의 간격이 넓을 경우 기판에 인쇄되는 배양막의 두께 편차를 줄이고자 패턴부(74)와 패턴부(74) 사이에 더미패턴부(76a, 76b, 76c)를 형성하고 있다.
전술한 종래의 전사판을 이용하여 기판 상에 배향막을 인쇄한 평면 및 단면을 도시한 도 4a와 도4b를 참조하면, 배향막 인쇄장치(미도시)에 장착된 전사판(도 3a의 70) 중 전사부(도 3a의 TRA)에 더욱 정확히는 패턴부(도 3a의 74) 및 더미패턴부(도 3a의 76a 내지 76c)와 접촉함으로써 상기 패턴부(도 3a의 74)와 더미패턴부(도 3a의 76a 내지 76c)에 발라진 배향액이 기판(80) 상에 전사됨으로써 상기 기판(80) 상에 전사판(도 3a의 70)의 패턴부(도 3a의 74)와 더미패턴부(도 3a의 76a 내지 76c)와 동일한 형태의 배향막 패턴(PIP) 및 더미 배향막 패턴(DP)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 이때, 상기 배향막 패턴(PIP)은 어레이 공정 또는 컬러필터 공정을 진행하여 형성된 상기 기판(80) 상의 어레이 패턴(ArP) 또는 컬러필터 패턴(미도시)보다는 그 크기가 작게 형성됨을 알 수 있다. 이는 특히 어레이 패턴(ArP)에 있어서 구동회로 등이 형성된 회로기판(미도시)과 연결되는 패드부(PA)는 외부로 노출되어야 하므로 어레이 패턴(ArP) 영역 중 액정패널 형성 후 중 화상을 표시하는 영역인 액티브 영역(AA)에만 배향막을 형성하고, 패드부(PA)에는 배향막을 형 성하지 않도록 하기 위함이다.
한편, 기판(80) 상의 어레이 패턴(ArP)과 어레이 패턴(ArP) 사이 영역에는 전사판(도 3a의 70)의 더미패턴부(도 3a의 76a 내지 76c)와 접촉하며 전사되어 더미 배향막 패턴(DP)이 형성되어 있는데, 이는 기판(80) 상에 형성되는 배향막 패턴(PIP)의 두께 균일도를 향상시키기 위함이다.
하지만, 기판(80) 전체적으로 보면 어레이 패턴(ArP)에 대응하는 영역과 어레이 패턴(ArP) 사이의 더미 배향막 패턴(DP)을 제외한 영역 특히 기판(80)의 테두리 영역(EGA)에는 배향막이 형성되지 않은 상태로 기판(80)의 표면이 노출되고 있다. 이렇게 배향막 패턴 또는 더미 배향막 패턴(DP)외부로 노출된 기판(80)의 표면은 도면에는 나타나지 않았으나 통상적으로 액정표시장치의 기판(80)으로 이용되는 유리 기판 자체 표면이 아니라 상기 기판을 이용하여 어레이 기판 또는 컬러필터 기판을 형성하기 위해 금속물질 또는 반도체물질 또는 무기 또는 유기절연물질 등을 증착 또는 도포하고 패터닝하는 등의 일련의 공정을 포함하는 어레이 공정 및 컬러필터 공정을 진행함으로써 기판의 테두리부(EGA)를 포함하는 어레이 패턴(ArP) 또는 컬러필터 패턴(미도시) 이외의 기판 영역에도 금속성 물질층 또는 무기 또는 유기 절연 물질층이 형성된 상태이므로 상기 금속성 물질층 또는 무기 또는 유기 절연 물질층의 표면이 노출되고 있으며, 배향막 패턴 인쇄 후 상기 배향막 표면의 고분자 사슬을 일정한 방향성을 갖도록 하기 위해 러빙 공정을 진행 시 러빙 롤에 의해 빠른 회전을 하는 러빙포의 포털이 배향막이 형성된 배향막 패턴과 영역과 배향막이 형성되지 않은 영역을 접촉시 표면 특성 차이에 의해 상기 포털이 손상됨으 로써 상기 손상된 포털에 의해 러빙이 진행된 배향막 패턴에 불량 더욱 정확히는 러빙 스크래치 불량이 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 전사판의 구조를 변경하여 상기 변경된 구조를 갖는 전사판을 이용하여 배향막을 인쇄함으로써 러빙 스크래치 불량을 방지할 수 있는 전사판 및 이를 이용한 배향막 인쇄 패턴 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배향막 인쇄용 전사판은 배향막 인쇄 장치를 이용한 배향막 인쇄에 이용되는 전사판에 있어서, 기판과 접촉하여 배향막을 상기 기판에 전사시키는 전사부와; 상기 전사부내에 제1두께를 가지며 구비된 패턴부와; 상기 패턴부 주위 테두리를 둘러싸며 형성되며, 상기 패턴부보다 얇은 제2두께로 형성의 되는 패턴 테두리부와; 상기 전사부 내에 패턴 테두리부와 패턴부를 제외한 전 영역에 제1두께를 가지며 구성된 것을 특징으로 하는 더비패턴부를 포함한다.
이때, 상기 전사부의 양끝단에는 소정 폭을 가지며 상기 전사부 내의 패턴부 두께보다 얇은 두께를 가지며 그 내부에 다수의 홀을 구비한 장착부를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전사부는 상기 기판의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것이 특징이 다.
또한, 상기 기판은 다수의 어레이 패턴이 구비 어레이 기판 또는 다수의 컬러필터 패턴이 구비된 컬러필터 기판인 것이 특징이다.
본 발명에 따른 배향막 인쇄 장치를 이용하여 배향막을 기판에 형성하는 방법은 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 전사판을 배향막 인쇄 장치의 판동에 장착하는 단계와; 기판을 상기 배향막 인쇄 장치의 스테이지 위로 위치시키는 단계와; 배향액을 공급하여 상기 전사판의 전사부에 배향액을 균일하게 발라주는 단계와; 상기 스테이지가 이동하며 판동에 장착된 전사판이 상기 기판과 접촉하여 전사부에 발라진 배향액을 전사시킴으로써 상기 기판 상에 상기 전사부의 패턴부에 대응하여 다수의 배향막 패턴과 상기 각 배향막 패턴 주위로 전사부의 패턴 테두리부에 대응하여 배향막이 형성되지 않은 소정폭을 갖는 패턴 테두리영역과 상기 전사부의 더미패턴부에 대응하여 상기 각 패턴 테두리영역 외부 전 영역에 더미 배향막 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 전사판의 전사부는 기판보다 큰 면적을 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 기판은 다수의 어레이 패턴이 구비 어레이 기판 또는 다수의 컬러필터 패턴이 구비된 컬러필터 기판인 것이 특징이다.
또한, 상기 배향막이 형성되지 않은 패턴 테두리영역은 상기 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴을 둘러싸며 형성되는 것이 특징이며, 이때 상기 어레이 기판은 그 기판 상에 형성된 어레이 패턴 내의 패드부가 전사판의 패턴 테두리부에 대응되어 배향막이 형성되지 않는 패턴 테두리영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 또 다른 배향막 형성방법은 기판 상에 소정 면적을 갖는 다수의 배향막 패턴과, 상기 각 패턴 주위로 소정의 폭을 갖는 테두리영역을 제외한 기판 전면에 배향막 더미패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배향막 패턴과 배향막 더미패턴은 컴퓨터에 의해 헤드의 움직임 및 분사의 단속이 제어되는 잉크 젯 분사 장치에 의해 형성되거나, 또는 상기 배향막 패턴과 배향막 더미패턴은 본 발명의 실시예에 의한 전사판을 이용한 배향막 인쇄 장치에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 실시예에 의한 배향막 형성용 전사판 및 이를 이용한 배향막 인쇄 패턴에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 5a는 본 발명에 따른 배향막 인쇄용 전사판의 평면구조를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a를 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전사판(170)은 수지물질로써 형성되며, 크게 기판과 접촉하여 배향막을 상기 기판에 전사시키는 전사부(TRA)와, 배향막 인쇄 장치(미도시)의 판동에 장착시키기 위한 장착부(FXA)로 구성되고 있다. 이때, 상기 장착부(FXA)에는 장착지그(미도시)와의 고정을 확고히 하기 위해 다수의 홀(178)이 구비되어 있다.
또한, 전사부(TRA)에 있어서는 종래의 전사판 구조와는 달리 두꺼운 두께를 갖는 패턴부(174)와 상기 패턴부(174)를 둘러싸며 상기 패턴부(174)의 두께보다 얇은 두께로써 소정 폭을 갖는 패턴 테두리부(172)와 상기 패턴부(174) 및 패턴 테두리부(172) 이외의 영역은 상기 패턴부(174)와 동일한 두께를 갖는 더미패턴부(176) 로 형성된 것이 특징이다. 이때, 상기 패턴부(174) 및 더미패턴부(176)는 그 두께가 2.24mm 내지 2.84mm로 형성되며, 패턴부(174)를 둘러싸며 형성된 패턴 테두리부(172)는 그 두께가 1.4mm 내지 2.0mm로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 패턴부(174)는 배향막을 인쇄할 기판 상에 형성된 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴의 면적 크기에 비례하며 형성되며, 더욱이 어레이 기판에 배향막 형성을 위한 전사판(170)에 있어서는 상기 어레이 기판 상에 형성된 다수의 어레이 패턴내의 액티브 영역에 대응하여 상기 액티브 영역보다는 넓은 면적을 가지며, 어레이 패턴의 면적보다는 작은 면적을 갖도록 형성된 것이 특징이다. 특히, 외부 구동회로기판과 연결되는 어레이 패턴 내의 패드부에는 배향막이 형성되지 않도록 전사판의 패턴부 크기가 결정되는 것이 특징이며, 상기 어레이 패턴의 패드부에 대응하는 부분이 패턴부의 테두리부가 되도록 형성된 것이 특징이다.
다음, 전술한 전사판과 배향막 인쇄 장치를 이용하여 배향막을 형성하는 방법과 이를 통해 기판 상에 형성된 배향막 패턴 구조에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이때, 본 발명에 따른 전사판을 이용한 기판상의 배향막 형성은 종래와 동일한 배향막 인쇄 장치를 이용하므로 도면으로 나타내지 않는다.
우선, 장착지그(미도시)를 전사판(170)의 길이방향으로 상측 및 하측에 위치한 장착부(FXA)에 장착지그(미도시)를 결합하고, 상기 장착지그(미도시)를 배향막 인쇄 장치의 판동(미도시)에 결합하고, 배향액을 디스펜싱 하여 상기 전사판(170) 표면 더욱 정확히는 패턴 테부리부(172)를 제외한 전사부(TRA) 전영역에 배향액이 골고루 퍼지도록 한다. 이후, 배향막을 인쇄할 기판 즉, 어레이 패턴이 형성된 어 레이 기판 또는 컬러필터 패턴이 형성된 컬러필터 기판을 상기 배향막 인쇄 장치의 스테이지 위에 위치시킨 후, 상기 배향막 인쇄장치의 판동을 회전시키며 동시에 스페이지를 일정한 속도록 직선운동시킴으로써 상기 판동에 장착된 전사판과 스테이지 상의 기판이 접촉하며 전사판에 골고루 전사되어 있는 배향액을 기판에 전사시킴으로써 기판 상에 배향막 패턴을 형성한다.
도 6a는 본 발명에 의한 전사판을 이용하여 어레이 기판 상에 배향막을 인쇄한 것을 도시한 평면도이며, 도 6b는 도 6a를 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 실시예에서는 액정표시장치용 어레이 기판상에 배향막 패턴을 형성한 것을 일례로서 보이고 있으나, 컬러필터 기판 상에 배향막 패턴을 형성할 수 있으며, 이 경우 어레이 기판에 배향막 패턴이 형성된 형태와 거의 유사하므로 따로 설명하지 않는다.
도시한 바와 같이, 더미 배향막 패턴을 포함하는 배향막 패턴이 어레이 패턴 상부 뿐 아니라 상기 어레이 패턴 테두리의 일정영역을 제외하고 기판 전 영역에 형성되어 있다. 조금 더 상세히 설명하면, 어레이 공정을 진행하여 다수의 어레이 패턴(ArP)이 형성된 기판(180) 상에 상기 다수의 어레이 패턴(ArP) 내측에 형성된 액티브 영역(AA) 상부에 실질적으로 필요로 하는 즉 액정패널 형성시 액정으로 채워져 상기 액정내의 액정 분자의 초기배열을 조절하는 역할을 하는 배향막 패턴(PIP)이 형성되어 있으며, 어레이 패턴(ArP) 내의 액티브 영역(AA) 외측으로 게이트 패드부 및 데이터 패드부를 포함하여 패드부(PA)가 형성되지 않은 어레이 패턴 (ArP) 외측의 소정 영역이 도 5a에 도시한 본 발명에 따른 전사판(도 5a의 170)의 패턴 테두리부(도 5a의 172)가 대응되어 배향막이 형성되지 않으며 배향막 패턴 테두리부(PAA)를 형성하고 있으며, 어레이 패턴(ArP)과 패턴(ArP) 사이를 포함한 기판의 테두리 영역(EGA) 모두에 더미 배향막 패턴(DA)이 형성되어 있다.
기판(180) 상에 어레이 패턴(또는 컬러필터 패턴)(ArP)에 대응하여 형성된 배향막 패턴(PIP)과 상기 배향막 패턴(PIP)을 둘러싼 소정 폭을 갖는 배향막이 형성되지 않는 배향막 패턴 테두리 영역(PAA)과 상기 두 영역(PIP, PAA) 이외에 상기 기판(180) 테두리부(EGA)를 포함하여 기판(180) 상의 전 영역에 더미 배향막 패턴(DA)을 형성함으로써 러빙 공정 진행시 러빙포가 회전하면서 접촉하게 되는 기판 표면 조건를 동일하게 함으로써 러빙포의 손상으로 인한 러빙 스크래치 불량을 감소시킬 수 있다.
다음 종래의 배향막 인쇄 패턴과 본 발명에 따른 배향막 인쇄 패턴에 따른 어레이 기판 또는 컬러필터 기판의 러빙 공정시의 차이에 대해 종래의 배향막 형성 기판의 도면인 도 4a, 4b와 본 발명에 의한 배향막 형성 기판의 도면인 도6a와 6b를 참조하여 설명한다.
종래의 전사판(도 3a와 도3b의 70)을 이용하여 배향막을 형성한 기판(80)은 상기 기판 테두리 영역(도 4a와 도 4b의 EGA)에는 더미 배향막 패턴(도 4a와 도 4b의 DP)이 전 테두리 영역(도 4a와 도 4b의 EGA)에 걸쳐 형성되지 않음으로 인해 러빙 공정 진행 시 러빙포가 상기 기판(80)의 더미 배향막 패턴(도 4a와 도 4b의 DA)이 완전히 가리도록 형성되지 않은 배향막 테부리부(도 4a와 도 4b의 EGA)와 배향 막 패턴이 형성된 기판 상 영역에서의 표면의 상태 차이에 의해 러빙포 자체의 손상이 발생하여 상기 손상된 러빙포에 의해 러빙 진행으로 배향막 표면에 스크래치를 발생시키게 된다. 하지한 본원발명에 의한 전사판(도 6a와 도6b의 170)을 이용하여 배향막을 인쇄한 기판(도 6a와 도 6b의 180)은 상기 기판의 테두리부(도 6a와 도6b의 EGA)를 포함하여 어레이 또는 컬러필터 패턴(도 6a와 도 6b의 ArP, 미도시)의 테두리부(도 6a와 도6b의 EGA)를 제외한 기판(도 6a와 도6b의 180) 전면에 배향막이 형성되어 있음으로 러빙포를 이용한 러빙 조건이 기판 전면에 대해 비교적 동일하게 되고, 특히 러빙 공정 진행시 회전하는 러빙포가 최초로 접촉하게 되는 기판의 테두리부(도 6a와 도6b의 EGA) 전 영역에 더미 배향막 패턴(도 6a와 도6b의 DA)이 상기 이 형성되어 있으므로 기판(180) 표면 조건 차이에 의한 러빙포의 손상이 발생할 가능성을 저하시켜 최종적으로는 러빙 스크래치에 의한 불량 발생을 저하시키는 효과를 갖는다.
<잉크 젯 분사장치를 이용한 배향막 형성>
본 발명의 또 다른 실시예로서 전사판과 배향막 인쇄 장치를 이용하여 기판 상에 배향막의 인쇄하는 방법 대신 잉크 젯 분사장치를 이용한 배향막 형성에 대해 설명한다.
최근에는 기판이 대형화됨에 따라 수지물질로 형성된 전사판을 이용한 배향막 인쇄의 배향막 패턴 형성의 오차범위가 증가함으로써 이러한 문제를 해결하고자 잉크 젯 분사장치를 이용하여 배향막을 기판 상에 분사하여 형성하는 방법이 제안 되었으며, 이러한 잉크 젯 분사장치를 이용하여 기판 상에 형성한 배향막 패턴에 있어서도 종래의 전사판을 이용한 배향막 형성 패턴과 동일하게 형성되거나 또는 기판 상의 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴에만 형성되고 있으며, 기판상의 배향막 패턴과 패턴 사이에는 배향막이 형성되지 않아, 배향막 표면과 배향막 패턴 사이로 노출된 기판 및 상기 기판 표면이 형성된 금속물질 또는 무기절연물질의 표면 상태 차이에 의해 러빙 공정 진행시 러빙포의 손상에 의한 러빙 스크래치 불량이 발생하고 있다.
따라서, 잉크 젯 분사 장치를 이용한 배향막 인쇄에 있어서도 제 1 실시예에서 보인 기판상의 배향막 패턴과 동일하게 기판의 테두리를 포함하여 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴과 패턴 사이의 영역에도 배향막을 형성함으로써 러빙 스크래치 불량 발생은 저감시킬 수 있다.
다음, 잉크 젯 분사 장치를 이용한 배향막 형성에 대해 도 7을 참조하여 간단히 설명한다.
잉크 젯 분사장치(미도시)는 기판(280)을 위치시키는 스테이지(미도시)와, 상기 스테이지(미도시) 상에서 직선 왕복운동을 하며 배향액(293)을 스테이지(미도시)에 위치한 기판(280) 상에 분사하는 다수의 노즐(292)을 구비한 분사헤드(290)로 구성되며, 상기 분사헤드(290) 내의 다수의 노즐(292)로 배향액(293)이 공급되며 상기 분사헤드(290)는 내부 컴퓨터에 의해 그 움직임의 속도 및 배향액(293) 분사의 단속이 조절된다. 따라서, 상기 분사헤드(290)의 움직임을 조절하기 위한 프로그램을 구성시 기판(280)의 크기와 상기 기판(280)상의 어레이 패턴(ArP) 또는 컬러필터 패턴(미도시) 간 영역의 폭과 어레이 패턴(ArP) 내의 패드부 영역(PA)의 폭 등을 고려하여 프로그램을 구성함으로써 상기 분사헤드(290)가 기판(280)의 테두리부(EGA)의 일끝단에서부터 배향액(293)의 분사를 시작하고, 어레이 패턴(ArP) 내의 패드부(PA) 또는 어레이 패턴(ArP) 또는 컬러필터 패턴(미도시) 주위의 소정폭을 갖는 테두리부(PEA)를 상기 분사헤드(290)가 통과할 때 배향액(293)의 분사를 멈추도록 하고 그 외의 기판(280) 상 영역에서는 배향액(293)의 분사가 계속 진행되도록 함으로써 제 1 실시예에서 도시한 바(도 6a와 도 6b 참조)와 동일한 형태로 기판 상에 배향막 패턴을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이 형성된 배향막 패턴을 구비한 기판을 러빙 공정을 진행하면 제 1 실시예에 설명한 동일한 이유를 통해 러빙 스크래치 불량을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전사판을 이용하여 배향막을 기판상에 형성하면 기판상의 패턴 테두리부를 제외한 기판 상 모든 영역에 배향막이 형성됨으로써 추후 공정인 러빙공정을 진행시 배향막이 형성된 기판 표면과 배향막이 형성되지 않은 기판 표면의 상태 차이에 의해 발생하는 러빙포의 손상 및 이를 통한 러빙 스크래치 불량을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 러빙 스크래치 불량 감소로 인해 액정표시장치의 제조 수율 향상 및 생산성을 높이는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 배향막 인쇄 장치를 이용한 배향막 인쇄에 이용되는 전사판에 있어서,
    기판과 접촉하여 배향막을 상기 기판에 전사시키는 전사부와;
    상기 전사부내에 제1두께를 가지며 구비된 패턴부와;
    상기 패턴부 주위 테두리를 둘러싸며 형성되며, 상기 패턴부보다 얇은 제2두께로 형성되는 패턴 테두리부와;
    상기 전사부 내에 패턴 테두리부와 패턴부를 제외한 전 영역에 제1두께를 가지며 구성된 것을 특징으로 하는 더미패턴부
    를 포함하며, 상기 전사부는 상기 기판의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것이 특징인 배향막 인쇄용 전사판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사부의 양끝단에는 소정 폭을 가지며 상기 전사부 내의 패턴부 두께보다 얇은 두께를 가지며 다수의 홀을 구비한 장착부를 더욱 포함하는 배향막 인쇄용 전사판.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 다수의 어레이 패턴이 구비된 어레이 기판 또는 다수의 컬러필터 패턴이 구비된 컬러필터 기판인 배향막 인쇄용 전사판.
  5. 배향막 인쇄 장치를 이용하여 배향막을 기판에 형성하는 데 있어서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 의한 전사판을 배향막 인쇄 장치의 판동에 장착하는 단계와;
    상기 기판을 상기 배향막 인쇄 장치의 스테이지 위로 위치시키는 단계와;
    배향액을 공급하여 상기 전사판의 전사부에 배향액을 균일하게 발라주는 단계와;
    상기 스테이지가 이동하며 판동에 장착된 전사판이 상기 기판과 접촉하여 전사부에 발라진 배향액을 전사시킴으로써 상기 기판 상에 상기 전사부의 패턴부에 대응하여 다수의 배향막 패턴과 상기 각 배향막 패턴 주위로 전사부의 패턴 테두리부에 대응하여 배향막이 형성되지 않은 소정폭을 갖는 패턴 테두리영역과 상기 전사부의 더미패턴부에 대응하여 상기 각 패턴 테두리영역 외부 전 영역에 더미 배향막 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 전사판의 전사부는 상기 기판보다 큰 면적을 갖는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판은 다수의 어레이 패턴이 구비된 어레이 기판 또는 다수의 컬러필터 패턴이 구비된 컬러필터 기판인 배향막 형성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배향막이 형성되지 않은 패턴 테두리영역은 상기 어레이 패턴 또는 컬러필터 패턴을 둘러싸며 형성되는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 어레이 기판은 그 기판 상에 형성된 어레이 패턴 내의 패드부가 전사판 의 패턴 테두리부에 대응되어 배향막이 형성되지 않는 패턴 테두리영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  10. 액정표시장치용 기판 상에 소정 면적을 갖는 다수의 배향막 패턴과, 상기 각 패턴 주위로 소정의 폭을 갖는 테두리영역을 제외한 기판 전면에 배향막 더미패턴을 형성하며, 상기 배향막 패턴과 배향막 더미패턴은 컴퓨터에 의해 헤드의 움직임 및 분사의 단속이 제어되는 잉크 젯 분사 장치에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  11. 삭제
  12. 액정표시장치용 기판 상에 소정 면적을 갖는 다수의 배향막 패턴과, 상기 각 패턴 주위로 소정의 폭을 갖는 테두리영역을 제외한 기판 전면에 배향막 더미패턴을 형성하며, 상기 배향막 패턴과 배향막 더미패턴은, 상기 기판과 접촉하여 배향막을 상기 기판에 전사시키는 전사부와; 상기 전사부내에 제1두께를 가지며 구비된 패턴부와; 상기 패턴부 주위 테두리를 둘러싸며 형성되며, 상기 패턴부보다 얇은 제2두께로 형성의 되는 패턴 테두리부와; 상기 전사부 내에 패턴 테두리부와 패턴부를 제외한 전 영역에 제1두께를 가지며 구성된 것을 특징으로 하는 더미패턴부를 포함하며, 상기 전사부는 상기 기판의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것이 특징인 배향막 인쇄용 전사판을 이용한 배향막 인쇄 장치에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
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