KR101321997B1 - 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판및 박막 트랜지스터 기판 - Google Patents

배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판및 박막 트랜지스터 기판 Download PDF

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Abstract

액정 표시장치의 액정층을 이루는 액정 분자들을 규제하기 위한 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판이 개시된다.
배향막 형성 방법은 기판 상에 배향막을 형성하는 단계; 기판 상에 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 정렬시키는 단계; 배향막이 산과 골을 갖도록 기판에 이온빔을 1차 조사하는 단계; 및 기판에 이온빔을 2차 조사하는 단계를 포함한다.
컬러 필터 기판은 색을 표현하기 위한 컬러 필터 어레이; 및 1차 및 2차 이온빔 조사에 의해 산과 골이 형성된 배향막을 포함한다.
박막 트랜지스터 기판은 액정 분자들에 전압을 인가하기 위한 박막 트랜지스터 어레이; 및 1차 및 2차 이온빔 조사에 의해 산과 골이 형성된 배향막을 포함한다.
컬러 필터 기판, 박막 트랜지스터 기판, 배향막, 이온빔, 잔상

Description

배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 {METHOD FOR FORMING ALIGNMENT LAYER, COLOR FILTER SUBSTRATE AND THIN FILM TRANSISTOR MANUFACTURED USING THE SAME}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 사시도이다.
도 2는 도 1c의 Ⅱ-Ⅱ´선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1d의 Ⅲ-Ⅲ´선을 따라 절단한 단면도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
10: 기판 20: 배향막
30: 마스크 32: 슬릿 패턴
40: 스테이지 50: 이온빔 조사 유닛
본 발명은 액정 표시장치의 제조에 관한 것으로, 보다 구체적으로 액정 표시장치의 액정층을 이루는 액정 분자들을 규제하기 위한 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판에 관한 것이다.
정보화 사회의 발전에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 이 중 액정 표시장치는 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능하여 다양한 분야에 널리 활용되고 있다.
액정 표시장치는 액정층을 이루는 액정 분자들의 전기 광학 특성을 이용하여 화상을 표시하는 장치이다. 이를 위해, 액정 표시장치는 액정 패널, 백라이트 유닛 및 구동회로 유닛을 포함한다.
액정 패널은 화상을 표시하며, 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 포함한다.
컬러 필터 기판은 색을 표현하며, 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 절연 기판 상에 박막으로 형성된 컬러 필터 어레이를 포함한다.
박막 트랜지스터 기판은 액정층에 전압을 인가하며, 유리나 플라스틱 등과 같은 재질의 투명한 다른 절연 기판 상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 공통 전극을 포함한다.
백라이트 유닛은 액정 패널의 배면에 위치하여 액정 패널에 광을 제공한다.
구동회로 유닛은 액정 패널을 구동하기 위한 구동 전압들을 생성하며, 생성된 구동 전압들을 자신과 접속된 액정 패널에 공급한다.
상기의 구성을 가지는 종래의 액정 표시장치는 크게 기판 제조 공정, 셀 제조 공정 및 모듈 제조 공정을 통해 제조된다. 여기서, 기판 제조 공정이란 세정된 절연 기판을 이용한 컬러 필터 기판을 제조하는 공정 및 세정된 다른 절연 기판을 이용한 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정을 말한다. 또한, 셀 제조 공정이란 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 각각에 배향막을 형성한 후, 상기 배향막을 러빙한 다음, 상기 두 기판 사이에 액정층을 형성한 후, 상기 두 기판을 합착하여 액정 패널을 제조하는 공정을 말한다. 그리고, 모듈 제조 공정이란 액정 패널의 패드부에 구동회로 유닛을 부착한 후, 구동회로 유닛이 부착된 액정 패널을 백라이트 유닛과 조립하는 공정을 말한다.
상술한 바와 같이, 상기 셀 제조 공정 중 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 각각에 배향막을 형성한 후, 상기 배향막을 러빙한다. 이는 배향막을 일정 방향으로 배향시킴으로써 액정 분자들이 일정한 방향성을 갖도록 규제하기 위함이다.
러빙 공정은 배향막의 배향 처리가 용이하여 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라 안정된 배향을 할 수 있다라는 장점이 있다.
그러나, 러빙 공정은 러빙 포를 배향막에 직접 접촉시키는 공정이므로 러빙 포 이물에 의한 이물성 불량, 정전기 불량 등 많은 불량을 야기시킬 수 있다.
이 때문에, 배향막의 배향을 비접촉식으로 하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 배향막의 배향을 비접촉식으로 하는 방법의 대표적인 예로는 이온빔을 조사하여 배향막을 배향하는 방법이 있다.
이온빔은 상술한 바와 같이, 비접촉식으로 진행하므로 러빙 공정처럼 이물성 불량 및 정전기 불량 등이 발생하지 않는다라는 장점이 있다.
그러나, 종래 이온빔을 조사하여 배향막을 배향하는 방법은 낮은 에너지를 갖는 이온빔을 사용하기 때문에 배향막이 낮은 앵커링(anchoring) 에너지를 갖게 될 수 있다라는 문제점이 있다.
이 때문에, 종래의 액정 표시장치에서 액정 분자들은 느린 응답 속도를 갖게될 수 있다라는 문제점이 있다. 이는 결국, 액정 표시장치에서 잔상 등과 같은 불량으로 인지될 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이온빔 조사를 통해 배향막을 배향함으로써, 배향막이 높은 앵커링 에너지를 갖도록 할 수 있는 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이온빔 조사를 통해 배향막을 배향함으로써, 배향막이 높은 앵커링 에너지를 갖도록 하여 액정 표시장치의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 제공하고자 하는 것이다.
그리고, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 이온빔 조사를 통해 배향막을 배향함으로써, 배향막이 높은 앵커링 에너지를 갖도록 하여 액정 표시장치의 응답 속도를 향상시킴으로써 잔상을 방지할 수 있는 배향막 형성 방법, 그를 이용하여 제조된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배향막 형성 방법은, 기판 상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 정렬시키는 단계; 상기 배향막이 산과 골을 갖도록 상기 기판에 이온빔을 1차 조사하는 단계; 및 상기 기판에 이온빔을 2차 조사하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 2차 조사 시 상기 이온빔 에너지는, 상기 1차 조사 시 상기 이온빔 에너지보다 작을 수 있다.
여기서, 상기 기판 및 마스크는 비접촉할 수 있다.
여기서, 상기 마스크를 상기 기판상으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 유기 물질 및 무기 물질 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 폴리이미드(polyimide), 다이아몬드상 탄소(Diamond-Like Carbon: DLC), 질화실리콘(SiNx), 실리콘 카바이드(SiC), 이산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 티탄산아연(ZnTiO2) 및 티탄산인듐(InTiO2)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은 색을 표현하기 위한 컬러 필터 어레이; 및 상기 컬러 필터 어레이 상에 형성되며, 액정 분자들을 규제하기 위해 1차 및 2차 이온빔 조사에 의해 산과 골이 형성된 배향막을 포함한다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 유기 물질 및 무기 물질 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 폴리이미드(polyimide), 다이아몬드상 탄소(Diamond-Like Carbon: DLC), 질화실리콘(SiNx), 실리콘 카바이드(SiC), 이산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 티탄산아연(ZnTiO2) 및 티탄산인듐(InTiO2)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 액정 분자들에 전압을 인가하기 위한 박막 트랜지스터 어레이; 및 상기 박막 트랜지스터 어레이 상에 형성되며, 액정 분자들을 규제하기 위해 1차 및 2차 이온빔 조사에 의해 산과 골이 형성된 배향막을 포함한다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 유기 물질 및 무기 물질 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 배향막의 재질은, 폴리이미드(polyimide), 다이아몬드상 탄 소(Diamond-Like Carbon: DLC), 질화실리콘(SiNx), 실리콘 카바이드(SiC), 이산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 티탄산아연(ZnTiO2) 및 티탄산인듐(InTiO2)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 사시도이다. 도 2는 도 1c의 Ⅱ-Ⅱ´선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1d의 Ⅲ-Ⅲ´선을 따라 절단한 단면도이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배향막(20)을 배향하기 위해 기판(10) 상에 배향막(20)을 형성한다. 여기서, 상기 기판(10)은 색을 표현하기 위한 컬러 필터 어레이, 예를 들어, 적/녹/청색 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판일 수 있으며, 이때 상기 배향막(20)은 상기 컬러 필터 어레이 상에 형성될 수 있다. 또는, 상기 기판(10)은 액정층을 이루는 액정 분자들에 전압을 인가하기 위한 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판일 수 있으며, 이때 상기 배향막(20)은 상기 박막 트랜지스터 어레이 상에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 공통 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판은 액정 표시장치에 구비될 수 있다.
상기 배향막(20)의 재질은 유기 물질 및 무기 물질 중 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 상기 배향막(20)의 재질은 폴리이미드(polyimide), 다이아몬드상 탄소(Diamond-Like Carbon: DLC), 질화실리콘(SiNx), 실리콘 카바이드(SiC), 이산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 티탄산아연(ZnTiO2) 및 티탄산인듐(InTiO2)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이하에서는 배향막(20)의 재질이 폴리이미드인 경우를 예로 들어 설명한다.
구체적으로, 예를 들어, 기판(10) 상에 배향막(20)을 형성하기 위해 먼저, 수지판을 사용하여 배향제 및 용매 등을 포함하는 배향액을 기판(10) 상에 도포한다. 여기서, 배향막(20)의 전구체(pre-cursor)인 상기 배향제로 폴리아믹산(polyamic acid)을 사용할 수 있다. 이때, 형성하고자 하는 배향막(20)의 특성을 고려하여 용매에 대한 배향제의 용해도, 점성 등을 적절히 조절할 수 있다.
이어, 기판(10)을 소정 온도, 예를 들어, 60℃ 내지 80℃로 가열하여 배향액의 용매를 제거한다.
이어, 기판(10)을 소정 온도, 예를 들어, 80℃ 내지 300℃로 가열한다. 이에 의해, 상기 배향제가 경화됨으로써 폴리이미드 재질을 갖는 배향막(20)을 형성할 수 있다. 이로 인해, 형성된 배향막(20)의 두께는, 예를 들어, 0.05㎛ ~ 1.5㎛일 수 있다.
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 슬릿 패턴(32)이 형성된 마스크(30)를 정렬시킨다.
구체적으로, 예를 들어, 기판(10) 상에 슬릿 패턴(32)이 형성된 마스크(30)를 정렬시키기 위해 먼저, 기판(10) 및 마스크(30) 각각을 이온빔 조사 장비 내로 반입한다. 여기서, 상기 이온빔 조사 장비는 로드락 챔버(load rock chamber), 이온빔을 조사하기 위한 공정 챔버(process chamber) 및 언로드락 챔버(unload rock chamber)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 공정 챔버는 기판(10)을 안착시키기 위한 스테이지(40) 및 이온빔을 실제적으로 조사하는 이온빔 조사 유닛(50)을 구비할 수 있다.
상기의 구성을 갖는 이온빔 조사 장비를 사용하면, 이온빔 조사 공정 시작 시, 기판(10)은 외부로부터 로드락 챔버로 반입된 후, 로드락 챔버로부터 공정 챔버 내로 이송되어 스테이지(40) 상에 안착될 수 있다. 또한, 이온빔 조사 공정 완료 시, 공정 챔버 내 스테이지(40) 상에 안착된 기판(10)은 공정 챔버로부터 언로드락 챔버로 이송된 후, 로드락 챔버로부터 외부로 반출될 수 있다. 여기서, 상기 마스크(30)의 이송 경로는 기판(10)의 이송 경로와 동일하거나 다를 수 있다.
한편, 기판(10) 및 마스크(30) 각각을 상기 이온빔 조사 장비 내로 반입하는 것이 아니라, 기판(10)만을 이온빔 조사 장비 내로 반입할 수 있다. 이때, 상기 마스크(30)는 공정 챔버 내의 소정 위치, 예를 들어, 이온빔 조사 유닛(50)의 상부에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 마스크(30)는 항상 공정 챔버 내에 구비될 수 있다.
예를 들어, 기판(10) 및 마스크(30) 각각을 이온빔 조사 장비 내로 반입한 후, 공정 챔버 내 스테이지(40) 상에 안착된 기판(10), 및 마스크(30)를 정렬시킨다. 이때, 기판(10) 및 마스크(30)는 소정 간격 이격되어 비접촉할 수 있으나, 접촉하여도 무방하다. 여기서, Y축 방향으로 상기 마스크(30)에 형성된 슬릿 패턴(32)의 폭(W)은 0.01㎛ 내지 1㎛일 수 있다. 여기서, 슬릿 패턴(32)이란 개구된 패턴을 말한다.
다음으로, 도 1c 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배향막(20)이 산과 골을 갖도록 기판(10)에 이온빔을 1차 조사한다.
구체적으로, 예를 들어, 배향막(20)이 산과 골을 갖도록 기판(10)에 이온빔을 1차 조사하기 위해 먼저, 기판(10)이 안착된 스테이지(40)를 X축 방향으로 이동시킴과 아울러 이온빔 조사 유닛(50)을 사용하여 상기 기판(10) 상에 형성된 배향막(20)에 이온빔을 1차 조사한다. 여기서, 상기 이온빔 조사 유닛(50)으로부터 방출되는 이온빔은 아르곤 이온에 의해 형성된 이온빔일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
상기 이온빔 1차 조사 시, 이온빔 조사 각도는 기판(10)에 대해 15도 내지 30도 기울어질 수 있다. 즉, 예를 들어, XZ평면상 X축과 이온빔 1차 조사 방향이 이루는 각도는 15도 내지 30도일 수 있다.
상기 이온빔 조사 유닛(50)으로부터 이온빔이 1차 조사되면, 이온빔은 슬릿 패턴(32)이 형성된 영역만 통과하게 된다. 이에 따라, 슬릿 패턴(32)이 형성된 영역에 대응하는 배향막(20)의 영역에 이온 식각(ion etch)에 의한 골이 형성되며, 마스크(30)에 의해 차단된 영역에 대응하는 배향막(20)의 영역에 이온 미식각에 의한 산이 형성될 수 있다.
상기 이온빔 1차 조사 시, 이온빔 에너지는 500eV 내지 1000eV일 수 있다. 이는 이온빔 에너지가 500eV 미만이면 이온빔에 의해 배향막(20)이 이온 식각되지 않을 수 있으며, 이온빔 에너지가 1000eV를 초과하면 기판(10)이 손상될 수 있기 때문이다.
이온빔 1차 조사에 의해 형성된 산의 피치(P)는 0.01㎛ 내지 1㎛일 수 있으며, 이온빔 1차 조사에 의해 형성된 골의 깊이(D)는 1㎚ 내지 1000㎚일 수 있다. 이때, 골의 깊이(D)는 이온빔 1차 조사 시간을 변경함으로써 조절할 수 있다.
상기 이온빔 1차 조사로 인해 상술한 바와 같이, 배향막(20)에 물리적으로 산과 골을 형성할 수 있다. 이로 인해, 배향막(20)은 높은 앵커링 에너지를 가질 수 있다. 이 때문에, 상기 기판(10)을 구비하는 액정 표시장치가 고속 응답 속도를 갖도록 할 수 있다. 이로 인해, 액정 표시장치에서 잔상 등과 같은 불량이 방지될 수 있으며, 액정 표시장치의 화질이 향상될 수 있다.
다음으로, 도 1d 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 이온빔을 2차 조사한다.
구체적으로, 예를 들어, 기판(10)에 이온빔을 2차 조사하기 위해 먼저, 마스크(30)를 이온빔 조사 장비의 로드락 챔버 및 언로드락 챔버 중 어느 하나로 이동시키거나, 공정 챔버 내 다른 위치, 예를 들어, 이온빔 조사 유닛(50)보다 높은 위치로 이동시켜 마스크(30)를 기판(10)상으로부터 제거한다. 반면, 상기 이온빔 2차 조사 완료 후, 마스크(30)를 기판(10)상으로부터 제거할 수 있다. 이 경우, 마스크(30)의 슬릿 패턴(32)이 산에 대응하도록 마스크(30)를 Y축 방향으로 소정 거리만큼 이동시킨 후, 기판(10)에 이온빔을 2차 조사할 수 있다.
예를 들어, 마스크(30)를 이온빔 조사 장비의 로드락 챔버로 이동시킨 후, 기판(10)이 안착된 스테이지(40)를 X축 방향으로 수평하게 이동시킴과 아울러 이온빔 조사 유닛(50)을 사용하여 기판(10) 상에 형성된 배향막(20)에 이온빔을 2차 조사한다.
상기 이온빔 2차 조사 시, 이온빔 조사 각도는 상기 이온빔 1차 조사시와 마찬가지로 기판(10)에 대해 15도 내지 30도 기울어질 수 있다. 즉, 예를 들어, XZ평면상 X축과 이온빔 2차 조사 방향이 이루는 각도는 15도 내지 30도일 수 있다.
상기 이온빔 2차 조사 시, 이온빔 에너지는 상기 이온빔 1차 조사 시 이온빔 에너지보다 작을 수 있다. 이는 배향막(20)의 화학적 성질을 변화시킴으로써 앵커링 에너지를 증가시키기 위함이다.
구체적으로, 예를 들어, 상기 이온빔 2차 조사 시, 이온빔 에너지는 300eV 내지 700eV일 수 있다. 이는 이온빔 2차 조사 에너지 범위가 상기한 바를 벗어나게 되면 배향막(20)의 화학적 성질을 변화시킬 수 없기 때문이다.
그런데, 상기 이온빔 2차 조사 시, 이온빔 에너지가 500eV 내지 700eV일 경우, 배향막(20)은 화학적 성질이 변화될 뿐만 아니라 미소하게 이온 식각될 수 있다.
그러나, 마스크(30)가 제거된 상태에서 이온 식각비는 산과 골에 모두 동일하므로, 이온빔 2차 조사 완료 후에도 산의 피치(P) 및 골의 깊이(D)는 이온빔 1차 조사 완료 후와 동일할 수 있다.
상기 이온빔 2차 조사로 인해 상술한 바와 같이, 배향막(20)의 화학적 성질을 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 배향막(20)이 더욱 높은 앵커링 에너지를 가질 수 있다. 이 때문에, 상기 기판(10)을 구비하는 액정 표시장치가 고속 응답 속도를 갖도록 할 수 있다. 이로 인해, 액정 표시장치에서 잔상 등과 같은 불량이 방지될 수 있으며, 액정 표시장치의 화질이 향상될 수 있다.
한편, 이온빔 2차 조사가 완료되면 기판(10)을 언로드락 챔버로 이송한 후, 기판(10)을 언로드락 챔버로부터 외부로 반출할 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청 구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따라 배향막을 배향할 경우, 배향막의 앵커링 에너지를 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 따라 배향된 배향막이 형성된 기판을 구비하는 액정 표시장치가 고속 응답 속도를 가질 수 있다. 이로 인해, 액정 표시장치에서 잔상 등과 같은 불량을 방지할 수 있으며, 액정 표시장치의 화질을 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 기판 상에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 슬릿 패턴이 형성된 마스크를 정렬시키는 단계;
    상기 배향막이 산과 골을 갖도록 상기 기판을 제1 방향으로 이동시키면서 상기 배향막의 일단부로부터 타단부까지 제1 이온빔을 1차 조사하는 단계;
    상기 마스크를 상기 기판 상으로부터 제거하는 단계; 및
    엥커링 에너지가 증가하도록 상기 기판을 상기 제1 방향으로 이동시키면서 상기 산과 골이 형성된 배향막의 상기 일단부로부터 상기 타단부까지 상기 제1 이온빔보다 낮은 에너지를 갖는 제2 이온빔을 2차 조사하는 단계를 포함하는 배향막 형성 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 조사 시 상기 이온빔 에너지는, 500eV 내지 1000eV이고, 상기 2차 조사 시 상기 이온빔 에너지는, 300eV 내지 700eV인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산의 피치는, 0.01㎛ 내지 1㎛이고, 상기 골의 깊이는, 1㎚ 내지 1000㎚인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 조사 시 이온빔 조사 각도는, 상기 기판에 대해 15도 내지 30도 기울어진 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 패턴의 폭은, 0.01㎛ 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 마스크는 비접촉하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 기판상으로부터 제거하는 단계는, 상기 마스크를 이온빔 조사 장비의 로드락 챔버 및 언로드락 챔버 중 어느 하나로 이동시키는 단계
    를 포함하는 배향막 형성 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 기판상으로부터 제거하는 단계는, 상기 마스크를 이온빔 조사 유닛을 구비하는 공정 챔버 내 다른 위치로 이동시키는 단계
    를 포함하는 배향막 형성 방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 배향막의 재질은, 폴리이미드(polyimide), 다이아몬드상 탄소(Diamond- Like Carbon: DLC), 질화실리콘(SiNx), 실리콘 카바이드(SiC), 이산화실리콘(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 티탄산아연(ZnTiO2) 및 티탄산인듐(InTiO2)으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배향막 형성 방법.
  15. 색을 표현하기 위한 컬러 필터 어레이; 및
    상기 컬러 필터 어레이 상에 형성되며, 청구항 1, 3, 5,7-9, 11-12, 14 중 어느 한 항 기재의 배향막 형성 방법에 의해 형성된 배향막을 포함하는 컬러 필터 기판.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 액정 분자들에 전압을 인가하기 위한 박막 트랜지스터 어레이; 및
    상기 박막 트랜지스터 어레이 상에 형성되며, 청구항 1, 3, 5,7-9, 11-12, 14 중 어느 한 항 기재의 배향막 형성 방법에 의해 형성된 배향막을 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010019109A (ko) * 1999-08-25 2001-03-15 윤종용 액정표시장치용 배향패턴 형성장치 및 이를 이용한 배향패턴형성방법
JP2003222873A (ja) * 2002-01-28 2003-08-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 液晶配向膜、該液晶配向膜の製造方法、液晶パネルおよび液晶表示装置
KR20050113747A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010019109A (ko) * 1999-08-25 2001-03-15 윤종용 액정표시장치용 배향패턴 형성장치 및 이를 이용한 배향패턴형성방법
JP2003222873A (ja) * 2002-01-28 2003-08-08 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 液晶配向膜、該液晶配向膜の製造方法、液晶パネルおよび液晶表示装置
KR20050113747A (ko) * 2004-05-31 2005-12-05 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

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