KR101182501B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보상 필름을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치는 제 1 기판 상에 복수의 화소 영역을 정의하고, 상기 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 컬러필터층 및 블랙 매트릭스를 형성한 후 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 제 1 방향으로 제 1 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화한다. 그리고, 상기 제 1 보상필름층 상에 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 제 2 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화하여 보상필름층을 형성한다.
따라서, 본 발명은 서로 다른 방향으로 코팅되어 형성된 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층이 하나의 광학특성을 가지는 보상필름층으로 형성되어 코팅방향에 따른 리타데이션 오차값을 서로 보상해줄 수 있으므로 리타데이션 비대칭성이 없이 양호한 품위를 가지는 보상 필름을 형성할 수 있어 시야각에 따른 색대비비특성을 개선하고, 광학 보상 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
리타데이션, 보상, 보상필름층, C-플레이트
Description
도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 컬러필터 기판의 구조를 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 일반적인 컬러필터 기판의 제조공정을 보여주는 공정 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 컬러 필터 기판을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 보상 필름층의 반응성 액정 분자의 배열 상태를 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 보상필름층을 구비한 액정 표시 장치의 컬러필터기판의 제조공정을 도시한 공정 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 보상필름층의 시야각에 따른 색대비비 특성을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
105 : 기판 106 : 블랙매트릭스
107a, 107b, 107c : 적, 녹, 청의 서브컬러필터
140a : 제 1 C-플레이트 보상필름층
140b : 제 2 C-플레이트 보상필름층
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보상 필름을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
현재 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD)의 주력 제품인 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 디스플레이의 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 성능뿐만 아니라 양산성까지 갖추었기 때문에, 이를 이용한 각종 신제품 창출이 급속도로 이루어지고 있으며 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 점진적으로 대체할 수 있는 핵심부품 산업으로서 자리 잡았다.
일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 상기 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
이를 위하여, 상기 액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하여 영상을 출력하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이트(backlight) 유닛, 상기 백라이트 유닛과 액정표시패널을 결합시켜 지지하는 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.
이하, 도 1을 참조하여 액정표시패널에 대해서 자세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시패널은 크게 컬러필터(color filter) 기판(5)과 어레이(array) 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(50)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판(5)은 색상을 구현하는 서브컬러필터(적, 녹, 청)를 포함하는 컬러필터(7)와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층(50)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(50)에 전압을 인
가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)은 상기 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(19)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(20) 및 상기 화소영역(19) 위에 형성된 화소전극(18)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 두 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판 (10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
이하, 상기 컬러필터 기판의 구조에 대해서 좀더 자세히 살펴본다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 컬러필터 기판의 구조를 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(5) 위에 일정한 간격을 두고 블랙매트릭스(6)가 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(6)는 하부 기판인 어레이 기판(10)으로부터 진행되어 오는 빛 중 불필요한 빛을 차단하는 역할을 하며 불투명의 금속물질 또는 수지(resin)로 이루어져있다.
이 때, 상기 블랙매트릭스(6)는 어레이 기판(10)에 종횡으로 배열된 게이트라인(16)과 데이터라인(17)에 대응되도록 매트릭스 형태로 배열되게 된다.
한편, 상기 블랙매트릭스(6)에 의해 정의되는 화소영역(19)에는 영상을 컬러로 표현하기 위한 적(Red; R), 녹(Green :G), 청(Blue; B)색의 컬러수지로 채워진 서브컬러필터(7a~7c)가 형성되어 있다.
이 때, 상기 서브컬러필터(7a~7c)로 이루어진 컬러필터층 위에는 상기 컬러필터(7a~7c)의 단차를 보상하고 안료 이온 용출을 막기 위한 투명한 절연물질로 이루어진 보호층(overcoat layer)(9)이 형성되어 있다. 또한, 상기 보호층(9) 위에는
액정분자(50)에 전계를 인가하기 위한 투명한 금속물질로 이루어진 공통전극(8)이 형성되어 있다.
한편, 상기 컬러필터 기판의 외면(外面) 즉, 유리기판(5) 외면에는 편광판(polarizer)(3)과 일체로 형성된 보상필름(compensation film)(4)이 접착층(미도 시)을 사이에 두고 부착되게 된다.
다음으로, 이와 같이 구성된 일반적인 컬러필터 기판의 제조공정을 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 자세히 설명한다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(5) 위에 불필요한 빛을 차단하기 위해 수지 또는 금속물질로 이루어진 블랙매트릭스(6)를 형성한다.
이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(6) 사이의 화상표시 영역에 적, 녹, 청의 서브컬러필터(7a~7c)로 이루어진 컬러필터층을 형성한다.
이 때, 상기 컬러필터 제조공정은 염색법, 전착법, 안료 분산법, 인쇄법 등 여러 가지가 있는데, 여기서는 일 예로써 안료분산법에 의한 컬러필터 제조공정을 설명한다.
먼저, 적, 녹, 청색을 띠는 컬러수지 중 어느 하나를 상기 블랙매트릭스(6)가 형성된 기판(5) 전면에 도포하고(여기서는 적, 녹, 청색 순서로 도포하는 것을 기준으로 설명) 선택적으로 노광하여 원하는 영역에 적색의 서브컬러필터(7a)를 형성한다.
다음으로, 상기 적색의 서브컬러필터(7a)가 형성된 기판 위에 녹색의 컬러수지를 도포하고 선택적 노광을 통한 녹색의 서브컬러필터(7b)를 해당영역에 패터닝한다.
또한, 청색에 대해서도 상기의 과정을 반복함으로써 청색의 서브컬러필터(7c)를 형성한다.
이와 같이 컬러필터층을 형성할 때 형성되는 적, 녹, 청의 서브컬러필터(7a~7c)가 일정한 패턴을 이룰 경우에는 각각의 서브컬러필터(7a~7c)는 동일한 패턴으로 형성되어 있으므로 일정한 패턴이 형성된 마스크를 소정의 거리만큼 이동(shift)하여 마스크공정을 진행함으로써 각각의 서브컬러필터(7a~7c)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터를 포함한 기판(5) 전면에 안료 이온 용출을 막기 위한 보호층(9)을 형성한 후, 액정분자에 전계를 인가하기 위한 투명한 금속물질로 이루어진 공통전극(8)을 형성한다.
이후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(5) 외면(즉, 블랙매트릭스(6)와 컬러필터(7a~7c)가 형성되어 있지 않은 유리기판(5)의 배면)에는 편광판(polarizer)(3)과 일체로 형성된 보상필름(compensation film)(4)이 접착층(미도시)을 사이에 두고 부착되게 된다.
상기 보상필름(4)은 일반적으로 편광판(3) 표면에 접착 물질로 접착되어 상기 편광판(3)과 함께 일체형으로 제작하여 사용되어 컬러필터 공정 전후에 상기 컬러필터 기판(5)에 부착되게 된다.
한편, 상기 보상필름은 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate; PET)와 같은 합성수지(syntheticresin) 기판 위에 연신(延伸)이나 배향방법을 이용하여 제작하게 된다.
이 때, 상기 보상필름이 형성되는 폴리에틸렌 테레프타레이트 등의 기판은 열에 약한 재질로 배향 공정에서 얼룩이 발생하는 단점을 가지고 있다. 특히, 이와 같은 보상필름의 단점은 대면적으로 갈수록 크게 나타나게 되어 액정표시패널이 대
면적화 되어 가면서 더욱 큰 문제로 대두되고 있다.
또한, 컬러필터 공정 외에서 기판의 외면에 보상필름을 더욱 구성해야 하므로 액정표시패널의 전체 제조공정을 복잡하게 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 액정 패널 내부에 리타데이션 비대칭성이 없이 양호한 품위를 가지는 보상 필름을 형성하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 형성된 제 1 C-플레이트 보상 필름층 및 제 2 C-플레이트 보상필름층으로 이루어진 보상필름층과; 상기 제 1 기판에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 제 2 기판에 형성된 컬러필터층과 블랙 매트릭스와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상필름층은 반응성 액정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 반응성 액정은 수직 배향된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 C-플레이트 보상 필름층의 두께와 제 2 C-플레이트 보상필름층의 두께는 거의 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 C-플레이트 보상 필름층의 리타데이션 오차와 상기 제 2 C-플레이 트 보상 필름층의 리타데이션 오차는 서로 상쇄되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 C-플레이트 보상 필름층과 제 2 C-플레이트 보상 필름층의 코팅 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 한다.
상기 보상필름층은 상기 컬러필터층 상에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제 1 기판 상에 복수의 화소 영역을 정의하고, 상기 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 컬러필터층 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 제 1 방향으로 제 1 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화하는 단계와; 상기 제 1 C-플레이트 보상필름층 상에 제 2 방향으로 제 2 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층은 슬릿 코팅법 또는 슬릿/스핀 코팅법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 컬러 필터 기판을 보여주는 단면도이다.
먼저, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 기판의 구조를 나타내는 단면도로써, 컬러필터 기판 층 사이에 보상 필름층을 삽입하여 구성한 예를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(105) 위에 적, 녹, 청색의 서브컬러필터(107a~107c)가 일정한 간격을 유지하며 배열되어 있고, 상기 서브컬러필터(107a~107c) 사이에는 불필요한 빛을 차단하는 블랙매트릭스(106)가 형성되어 있다.
일반적으로 블랙매트릭스(106)는 적, 녹, 청의 서브컬러필터(107a~107c) 사이에 형성되며 하부 어레이 기판의 화소 전극(미도시)의 주변부에 형성되는 반전 도메인(reverse tilt domain)을 통과하는 빛을 차단하는 것을 목적으로 한다.
또한, 일반적으로 상기 블랙매트릭스(106)의 재질로는 광학밀도(optical density)가 3.5이상인 크롬(Cr) 등의 금속물질을 사용하거나 카본(carbon) 등의 유기재료가 주로 쓰이며, 저반사를 목적으로 크롬/산화크롬(Cr/CrOx) 등의 이층막을 사용하기도 한다.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 기판(105) 전면에는 상기 서브컬러필터(107A~107C)와 블랙매트릭스(106)의 단차를 보상하며 안료 이온 용출을 막기 위하여 투명한 절연물질로 이루어진 오버코트층이 형성될 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 상기 기판(105)의 최상층에는 액정분자에 전계를 인가하기 위하여 투명한 금속물질로 이루어진 공통전극이 형성될 수도 있다.
이 때, 도시된 바와 같이, 상기 기판(105) 위에 직접 형성시키며 동일한 보상 목적을 가지는 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층(140)이 위치하고 있으며, 이는 액정셀이 가지는 시야각에 따른 이방성 분포를 보상해주어 액정표시패널의 시야각 및 색 특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)은 반응성 액정(reactive mesogen)으로 이루어지는데, 반응성 액정 분자(139a)가 기판 면과 수직하게 일렬로 서서 배열되는 형태를 가지는 수직 배향된 광 반응성 액정(reactive mesogen;RM)으로 이루어지며, 일축성 또는 이축성 C-플레이트로 이루어진다.
도 5는 본 발명에 따른 보상 필름층의 반응성 액정 분자의 배열 상태를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보상 필름층(140)은 기판 면과 수직하게 일렬로 서서 배열된 형태를 가지며, 굴절률이 nz>ny=nx의 관계, 즉, ne=nz, no=ny=nx, (nz-ny)= Δn의 관계를 갖게 되는 일축성 보상막이다.
그리고, 본 발명에 따른 보상 필름층(140)의 위상지연값은 [Δn?d]을 갖게 된다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층(140a, 140b)은 동일한 보상 특성을 가지며 동일한 물질로 이루어진 보상 필름층이며, 보상을 위한 총 리타데이션은 [Δn?d](여기서, d는 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층(140a, 140b)의 총두께, Δn은 보상필름층의 이상굴절률과 정상굴절률의 차이)라고 하면, 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)은 [Δn?d]/2, 제 2 C-플레이트 보상필름층(140b)은 [Δn?d]/2의 위상지연값을 가진다.
따라서, 상기 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)의 두께와 제 2 C-플레이트 보상필름층(140b)의 두께가 각각 d/2로 형성된다.
한편, 상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)에 있어서, 상기 보상 필름의 두께(d)를 조절하여 리타데이션값 [Δn?d]을 원하는 값으로 변화시킬 수 있다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층(140a, 140b)은 슬릿 코팅법 또는 슬릿/스핀 코팅법으로 형성된다.
이때, 상기 슬릿/스핀 코팅법 또는 슬릿 코팅법은 작은 슬릿을 통하여 기판(105) 전면에 제 1 방향으로 코팅하는 방법으로서, 코팅되는 방향에 따라 상기 보상필름층의 반응성 액정 분자의 수직 배향 방향이 소정 달라질 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 보상필름층(140)을 이루고 있는 반응성 액정 분자는 수직 배향하게 되어 있으나, 코팅하는 방향에 따라 배향시 배향 각도에 차이가 발생할 수 있으며, 반응성 액정 분자의 배향 각도의 차이에 따라 위상차가 달라질 수 있다.
따라서, 상기 보상 필름층(140)의 반응성 액정 분자가 일정한 프리틸트각과 수직 배향 방향을 갖도록 하기 위해서는 상기 슬릿 코팅법 또는 슬릿/스핀 코팅법의 배향 방향을 조절해야 한다.
본 발명은 보상 필름층(140)의 제 1 C-플레이트 보상 필름층(140a)은 제 1 방향으로 코팅하여 형성하고, 제 2 C-플레이트 보상 필름층(140b)은 제 2 방향으로 코팅하여 형성한다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)의 코팅 방향인 제 1, 2 방향은 서로 반대 방향에서 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)은 코팅 방향에 따라 원하지 않은 위상차에 대해서 서로 보상해 줄 수 있게 되므로, 원하는 보상 필름층(140)을 획득할 수 있게 된다.
이와 같이 보상필름층(140)은 컬러필터 기판 내에 어느 레이어 상에도 형성될 수 있으며, 도시되지 않은 오버코트층과 공통전극 사이에 형성시킬 수도 있고, 컬러필터 기판의 배면에 형성시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 보상필름층(140)은 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 모드의 액정표시장치뿐만 아니라, 공통전극이 하부 어레이 기판에 화소전극과 함께 형성되는 횡전계(In Plane Switching; IPS)모드 액정표시장치에 대해서도 적용할 수 있으며 다양한 모드의 액정표시장치에 적용될 수 있다.
이와 같이 구성된 보상필름층을 구비한 액정 표시 장치의 컬러필터기판의 제조공정을 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(105) 위에 불필요한 빛을 차단하기 위해 수지 또는 금속물질로 이루어진 블랙매트릭스(106)를 형성한다.
이후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(106) 사이의 화상표시 영역에 적, 녹, 청의 서브컬러필터(107a~107c)로 이루어진 컬러필터층을 형성한다.
이 때, 일반적으로 컬러필터를 형성하는 방법은 상기 컬러필터 제조시 사용되는 유기 필터의 재료에 따라 염료 방식과 안료 방식이 있으며 제작 방법에 따라 염색법, 전착법, 인쇄법 등이 있으나, 현재 액정표시장치의 컬러필터 제조시 사용되는 가장 보편적인 방법은 안료 분산법이다.
상기 안료 분산법은 미리 준비된 안료에 의해 조색(調色)되어 감광화된 레지스트를 기판에 도포, 노광, 현상하는 공정을 반복함으로써 컬러필터를 형성하는 방법이다.
먼저, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(105) 위에 감광성의 제 1 유기막을 형성한다. 상기 제 1 유기막은 자외선에 의해 감광되는 서브컬러 안료로 구성되며, 본 실시예에서는 적, 녹, 청의 컬러 레지스트 중 적색(여기서는 적색, 녹색, 청색 순서로 서브컬러필터를 형성하는 것을 기준으로 설명)을 띄는 컬러 레지스트를 기판의 전면에 도포한 후 선택적으로 노광하여 원하는 영역에 적색의 서브컬러필터(107a)를 형성하였다.
이 때, 적, 녹, 청의 서브컬러필터는 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성하며, 다른 점은 포토레지스트로 컬러 레지스트를 사용한다는 점이다.
일반적으로 컬러 레지스트는 네거티브(negative) 포토레지스트의 성격을 가지므로 노광되지 않은 부분이 제거된다.
한편, 안료 분산법에 사용되는 컬러 레지스트는 주요 성분으로 광중합 개시제, 모노머(monomer), 바인더(binder) 등의 광중합형 감광 조성물과 색상을 구현하는 유기 안료로 구성되어 있다.
상기 광중합형 감광 조성물에서 광중합 개시제는 빛을 받아 래디칼(radical)을 발생시키는 고감도이고 안정성이 우수한 트리아진(triazine;질소 3원자를 포함 하고 C3H3N 3의 분자식으로 표시되는 육원환 화합물 3종의 총칭)계 화합물이 쓰이며, 모노머는 상기 래디칼에 의하여 중합 반응 개시 후 폴리머 형태로 변하여 용재에 녹지 않게 된다. 바인더는 상온에서 액체 상태의 모노머를 막의 형태로 유지시켜 현상액에 견디게 하고 안료 분산의 안정화 및 컬러필터 패턴의 내열성, 내광성, 내약품성 등의 신뢰성을 유지하는 역할을 한다.
상기 안료는 내광성과 내열성이 우수한 유기 재료를 사용하며 안료 입자는 일반적으로 빛을 산란시켜 불투명하지만 입자 크기가 빛의 파장보다 작으면 빛을 투과시켜 투명하게 되므로 입자 크기가 작을수록 투명도가 높고 우수한 분산 특성을 나타낸다.
다음으로, 상기 적색 서브컬러필터(107a)가 형성된 기판(105) 전면에 녹색 컬러 레지스트를 도포한 후 선택적으로 노광하여 제 2 유기막인 녹색 서브컬러필터(107b)를 형성한다.
이후, 상기 적색 및 녹색 서브컬러필터(107a, 107b)가 형성된 기판(105) 전면에 청색 컬러 레지스트를 도포한 후 선택적으로 노광하여 제 3 감광막인 청색 서브컬러필터(107c)를 형성하면 컬러필터가 완성되게 된다.
한편, 상기 컬러필터(107a~107c)층을 형성할 때 형성되는 적, 녹, 청색의 서브컬러필터(107a~107c)층이 일정한 패턴을 이룰 경우에는 각각의 서브컬러필터(107a~107c)는 동일한 패턴으로 형성되어 있으므로 일정한 패턴이 형성된 마스크를 소정의 거리만큼 이동하여 마스크공정을 진행함으로써 각각의 서브컬러필터(107a~107c)층을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터(107a~107c)층이 형성된 상기 기판(105) 전면에 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)을 형성한다.
상기 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)은 반응성 액정(reactive mesogen)으로 이루어지는데, 반응성 액정 분자가 기판 면과 수직하게 일렬로 서서 배열되는 형태를 가지는 수직 배향된 광 반응성 액정(reactive mesogen;RM)으로 이루어지며, 일축성 또는 이축성 C-플레이트로 이루어진다.
본 발명에 따른 제 1 C-플레이트 보상 필름층(140a)은 기판 면과 수직하게 일렬로 서서 배열된 형태를 가지며, 굴절률이 nz>ny=nx의 관계, 즉, ne=nz, no=ny=nx, (nz-ny)= Δn의 관계를 갖게 되는 일축성 보상막이다.
그리고, 본 발명에 따른 제 1 C-플레이트 보상 필름층(140a)의 위상지연값은 [Δn?d/2]+β을 갖게 되는데(여기서, d는 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층(140a, 140b)의 총두께, Δn은 보상필름층의 이상굴절률과 정상굴절률의 차이), 여기서, β는 원하는 리타데이션에 대한 오차값을 말한다.
이와 같은 오차값은 슬릿/스핀 코팅법 또는 슬릿 코팅법으로 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)을 제 1 방향으로 형성할때 코팅되는 방향에 따라 상기 보상필름층(140)의 반응성 액정 분자의 수직 배향 방향이 원하는 방향과 소정 달라져 반응성 액정 분자의 배향 각도의 차이에 의해 발생되는 것이다.
즉, 상기 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)을 이루고 있는 반응성 액정 분자는 수직 배향하게 되어 있으나, 코팅하는 방향에 따라 배향시 배향 각도에 차이가 발생할 수 있으며, 반응성 액정 분자의 배향 각도의 차이에 따라 위상차가 달라 질 수 있다.
따라서, 본 발명은 제 1 C-플레이트 보상 필름층(140a)이 제 1 방향으로 코팅하여 형성되었을 경우, 제 2 C-플레이트 보상 필름층(140b)은 제 2 방향으로 코팅하여 형성한다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 방향으로 코팅되어 형성된 제 1 C-플레이트 보상 필름층(140a) 상에 제 2 방향으로 제 2 C-플레이트 보상 필름층(140b)을 코팅하여 형성한다.
상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)의 코팅 방향인 제 1, 2 방향은 서로 반대 방향에서 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명에 따른 제 2 C-플레이트 보상 필름층(140b)의 위상지연값은 [Δn?d/2]-β을 갖게 되는데(여기서, d는 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층의 총두께, Δn은 보상필름층의 이상굴절률과 정상굴절률의 차이), 여기서, β는 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)과 반대 방향으로 코팅되어 형성되니 제 2 C-플레이트 보상필름층(140b)의 원하는 리타데이션에 대한 오차값을 말한다.
따라서, 상기 제 1, 2 C-플레이트 보상 필름층(140a, 140b)은 코팅 방향에 따라 원하지 않은 위상차에 대해서 +β-β로서 서로 보상해 줄 수 있게 되므로, 원하는 리타데이션인 [Δn?d]을 가지는 보상 필름층을 획득할 수 있게 된다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 보상필름층의 시야각에 따른 색대비비 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 기판 상에 보상필름층을 제 1 방향으로 형성한 후 색대비비를 측정하게 되면 시야각에 대해서 소정 비대칭되는 현상을 볼 수 있다.
그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 기판 상에 보상필름층을 제 2 방향으로 형성한 후 색대비비를 측정하게 되면 시야각에 대해서 소정 비대칭되는 현상을 볼 수 있다.
이때, 상기 보상필름층의 형성 방향인 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대 방향으로 이루어진다.
그런데, 도 7c에 도시된 바와 같이, 기판 상에 제 1 C-플레이트 보상필름층(140a)은 제 1 방향으로 형성하고, 제 2 C-플레이트 보상필름층(140b)은 제 2 방향으로 형성한 후 색대비비를 측정하게 되면, 시야각에 대해서 대칭되는 특성을 가지는 것을 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 서로 다른 방향으로 코팅되어 형성된 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층이 하나의 광학특성을 가지는 보상필름층으로 형성되어 코팅방향에 따른 리타데이션 오차값을 서로 보상해줄 수 있으므로 리타데이션 비대칭성이 없이 양호한 품위를 가지는 보상 필름을 형성할 수 있어 시야각에 따른 색대비비특성을 개선하고, 광학 보상 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이 때, 본 실시예에서는 컬러필터 공정 중에 컬러필터 기판에 보상필름층을 형성하는 것으로 구성하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 컬러필터 기판뿐만 아니라, 어레이 기판에도 적용될 수 있다.
본 발명은 서로 다른 방향으로 코팅되어 형성된 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층이 하나의 광학특성을 가지는 보상필름층으로 형성되어 코팅방향에 따른 리타데이션 오차값을 서로 보상해줄 수 있으므로 리타데이션 비대칭성이 없이 양호한 품위를 가지는 보상 필름을 형성할 수 있어 시야각에 따른 색대비비특성을 개선하고, 광학 보상 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (13)
- 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 형성되고, 서로 상반된 방향으로 코팅되어 서로 상반된 배향방향을 가지는 제 1 C-플레이트 보상필름층 및 제 2 C-플레이트 보상필름층을 포함하는 보상필름층과;상기 제 1 기판에 형성된 박막 트랜지스터와;상기 제 2 기판에 형성된 컬러필터층과 블랙 매트릭스와;상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 보상필름층은 반응성 액정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 반응성 액정은 수직 배향된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 C-플레이트 보상필름층의 두께와 제 2 C-플레이트 보상필름층의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 C-플레이트 보상필름층의 리타데이션 오차와 상기 제 2 C-플레이트 보상필름층의 리타데이션 오차는 서로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 보상필름층은 상기 컬러필터층 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
- 제 1 기판 상에 복수의 화소 영역을 정의하고, 상기 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 컬러필터층 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와;상기 제 1 기판 또는 제 2 기판 상에 제 1 방향으로 제 1 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화하는 단계와;상기 제 1 C-플레이트 보상필름층 상에 상기 제1 방향과 상반된 제 2 방향으로 제 2 C-플레이트 보상필름층을 코팅 및 경화하는 단계와;상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 삭제
- 제 8항에 있어서,상기 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층은 반응성 액정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 10항에 있어서,상기 반응성 액정은 액정 분자가 기판 면에 수직하게 배열된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 제 1 C-플레이트 보상필름층의 두께와 제 2 C-플레이트 보상필름층의 두께는 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 제 1, 2 C-플레이트 보상필름층은 슬릿 코팅법 또는 슬릿/스핀 코팅법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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