KR101374110B1 - 러빙 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법과,상기 방법에 의하여 형성된 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 러빙 공정이 수행되면서 기판 상에 형성된 패턴 스페이서와 러빙포의 포 털 사이의 물리적 간섭으로 인하여, 배향막이 정상적으로 러빙되지 않아서 발생하는 디스클리네이션 영역을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 두 기판으로 이루어진 액정 패널과, 상기 두 기판 상에 각각 형성되어 상기 액정층의 액정 분자가 일정한 방향을 가지고 정렬되도록 하는 배향막과, 상기 두 기판 가운데 어느 하나의 기판상에 형성되어 두 기판 사이의 간격을 유지하는 패턴 스페이서를 포함하고, 상기 배향막은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙됨과 아울러, 상기 패턴 스페이서는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.

러빙, 배향막, 패턴 스페이서, 콘트라스트비

Description

러빙 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법과, 상기 방법에 의하여 형성된 액정 표시 장치{Method of Rubbing and Method of Fabricating for Liquid Crystal Display Device Using the same, and Liquid Crystal Display Device Manufactured by therby}

본 발명은 액정 표시 장치의 배향막에 대한 러빙 방법에 관한 것으로, 특히 러빙 공정시에 기판 상에 형성된 패턴 스페이서와 러빙포와의 간섭에 의하여 배향막이 정상적으로 러빙되지 않는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 러빙 방법에 관한 것으로, 특히 러빙 공정시 기판 상에 형성된 패턴 스페이서와 러빙포 사이의 간섭을 최소화하는 러빙 방법에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 러빙 방법을 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법 및 상기 방법에 의하여 형성된 액정 표시 장치에 관한 것으로, 패턴 스페이서의 단차에 의하여 발생되는 디스클리네이션(disclination) 영역의 발생을 저감시킴으로서 표시 품위를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

정보화 사회의 발전에 따라, 시각적 정보를 표시하기 위하여 종래의 CRT를 대신하여, 여러 가지 평판 표시 장치가 각광을 받고 있다.

이러한 평판 표시 장치들로는, PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display Device), LCD(Liquid Crystal Display Device), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 있으며, 그 중에서도 모바일폰 및 컴퓨터 모니터의 표시 화면에서부터 대형 TV의 표시 화면에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있는 LCD(이하 액정 표시 장치)는 가장 대표적인 평판 표시 장치라고 할 수 있다.

이와 같은 액정 표시 장치는, 유동성을 가지는 액체상(liquid phase)과 결정 상태를 가지는 고체상(solid phase)의 중간 성질을 가지는 액정 분자를 이용하여 영상을 구현한다.

즉, 액정 분자의 단축 방향 및 장축 방향에 따른 광학적 성질과 유전율이 다른 이방성을 가지는 성질을 이용하여, 전계에 따라 액정 분자의 배열 방향을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 원하는 영상을 구현한다.

다음에서 종래의 액정 표시 장치에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

종래의 액정 표시 장치는 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 두 기판으로 이루어진 액정 패널을 포함하여 구성된다.

상기 두 기판은 예를 들면, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판으로 구성될 수 있으며, 두 기판 사이의 간격은 패턴 스페이서에 의하여 유지된다.

상기 패턴 스페이서는 도1a와 같이, 컬러 필터 기판에 형성된 패턴 스페이서가 형성된 경우를 도시한 도면이다.

도1a에 도시된 바와 같이, 패턴 스페이서는 기판(100) 상의 매트릭스 형태로 배열된 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(110)와, 상기 화소 영역에 형성된 컬러 필터(120)를 포함하여 구성되고,

상기 패턴 스페이서는 블랙 매트릭스 영역에 이웃하는 패턴 스페이서와 일정한 간격을 가지도록 형성된다.

상기 블랙 매트릭스는 액정이 정상적으로 구동되는 화소 영역을 제외한 나머지 영역에서 빛이 투과되지 못하도록 하는 역할을 하며, 크롬 등의 금속이나 크롬/크롬산화막의 이중막 등의 구조로 형성될 수 있으며, 고분자 수지로도 형성되는 것이 가능하다.

상기 패턴 스페이서는, 예를 들면 네거티브 타입의 포토레지스트로 형성되는 것이 가능하며, 도1b와 같이 원형, 팔각형, 정방형 형태로 형성된다.

한편, 두 기판 사이에 개재되는 액정을 정상적으로 구동하기 위해서는 액정 분자가 일정한 방향으로 배향될 수 있도록 해야 하고,

이를 위하여 두 기판 상에 배향막을 형성한 후, 러빙 공정 등을 통하여 상기 배향막이 액정에 대한 규제력을 가지도록 한다.

도2는 러빙 공정을 나타낸 도면이다.

도2에서와 같이 러빙 공정은 러빙포(330)가 권포되어 있는 러빙롤(310)을 중심축(320)을 기준으로 회전시키고, 상기 러빙롤을 배향막(미도시)이 형성된 기판 방향으로 이동시키면서 러빙포에 식모되어 있는 포 털(340)을 배향막과 물리적으로 접촉시켜 수행한다.

즉, 러빙포에 식모된 포 털이 배향막에 마이크로그루브(microgroove)를 형성 함으로서, 상기 배향막을 이루는 고분자 사슬의 메인 체인으로부터 뻗어나온 사이드 체인들이 상기 마이크로그루브를 따라 일방향으로 늘어서도록 하고, 액정 분자들이 상기 배향된 배향막의 사이드 체인을 따라 일방향으로 배열하게 된다.

또한, 러빙롤이 아닌 기판이 러빙롤 방향으로 이동하거나, 러빙롤과 기판이 동시에 이동하면서 러빙 공정이 수행되는 것도 가능하다.

그러나, 러빙 공정이 수행되면서 기판 상에 형성된 여러 가지 단차를 가지는 패턴들과 상기 러빙포의 포 털은 서로 물리적으로 간섭을 일으키게 되며, 이와 같은 물리적 간섭은 배향막이 액정에 대한 규제력을 가지는 것을 방해하게 된다.

이와 같이 배향막이 러빙포와 여러 가지 패턴 사이의 물리적 간섭이 발생하면 배향막이 제대로 러빙되지 않아서 액정에 대한 규제력이 약화되고, 이에 따라 액정이 제대로 구동되지 않는 디스클리네이션(disclination) 영역이 증가하여 콘트라스트비(Contrast Ratio)가 감소하는 문제 등이 발생하게 된다.

도3a 내지 도3c는 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판으로 이루어진 액정 패널을 완성된 후 분리하여, 컬러 필터 기판을 편광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도3a 내지 도3c에서와 같이, 러빙이 정상적으로 이루어진 영역에서는 액정이 정상적으로 정렬되어 풀 블랙(Full Black) 상태를 유지하고 있는 반면에, 러빙이 정상적으로 이루어지지 않은 영역은 액정이 정상적으로 정렬되지 않는 영역(원 안의 영역)이 존재함을 알 수 있다.

이와 같이 액정이 정상적으로 정렬되지 않은 영역은 블랙 화면에서 다른 영역에 비하여 밝게 보이는 빛샘(light leakage) 현상이 발생하고 있다.

특히, 단차를 가지는 여러 패턴 가운데에서, 두 기판 사이의 셀 갭을 유지하기 위한 패턴 스페이서의 경우에 다른 패턴에 비하여 상대적으로 높은 단차를 가지 고 있기 때문에, 상기 패턴 스페이서와 러빙포 사이의 간섭이 배향막의 액정 규제력 약화에 중요한 요인이 되고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 스테이지 상에 배향막이 형성된 기판을 로딩시키는 단계와, 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포가 권포된 러빙롤을 회전시키는 단계와, 상기 러빙포 또는 기판 가운데 적어도 하나를 이동시키면서 상기 배향막을 러빙하는 단계를 포함하고,

상기 기판은 상기 포 털의 경사 방향과 나란한 방향으로 경사지도록 형성된 패턴 스페이서를 구비한 것을 특징으로 하는 러빙 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 두 기판 상에 배향막을 형성하는 단계와, 상기 배향막을 러빙롤 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포가 권포된 러빙롤을 이용하여 러빙하는 단계와, 상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착하는 단계를 포함하여 구성되고,

상기 두 기판 가운데 적어도 하나의 기판에는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서가 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 두 기판으로 이루어진 액정 패널과, 상기 두 기판 상에 각각 형성되어 상기 액정층의 액정 분자가 일 정한 방향을 가지고 정렬되도록 하는 배향막과, 상기 두 기판 가운데 어느 하나의 기판상에 형성되어 두 기판 사이의 간격을 유지하는 패턴 스페이서를 포함하고,

상기 배향막은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙됨과 아울러, 상기 패턴 스페이서는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 러빙 공정시 기판 상에 형성된 패턴 스페이서와 러빙포의 포 털 사이의 간섭을 줄여서 디스클리네이션 영역의 발생을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 러빙 방법은 스테이지 상에 배향막이 형성된 기판을 로딩시키는 단계와, 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포가 권포된 러빙롤을 회전시키는 단계와, 상기 러빙포 또는 기판 가운데 적어도 하나를 이동시키면서 상기 배향막을 러빙하는 단계를 포함하고,

상기 기판은 상기 포 털의 경사 방향과 나란한 방향으로 경사지도록 형성된 패턴 스페이서를 구비한 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 러빙 방법을 순차적으로 도시한 도4a 내 지 도4b를 참고로 하여 보다 자세하 설명하기로 한다.

먼저, 도4a에 도시된 바와 같이, 스테이지(401) 상에 배향막(402)이 형성된 기판(400)을 로딩시킨다.

이 때, 상기 기판에는 경사면을 가지도록 형성된 패턴 스페이서(406)가 구비되고, 배향막은 상기 패턴 스페이서를 포함한 기판 전면을 덮도록 형성된다.

다음으로, 도4b에 도시된 바와 같이, 러빙포(530)가 권포된 러빙롤(510)을 회전시키고, 상기 패턴 스페이서가 구비된 기판(400)이나 상기 러빙롤(510) 가운데 적어도 하나를 이동시키면서 상기 배향막에 대하여 러빙 공정을 수행한다.

이 때, 상기 러빙포에 식모되어 있는 포 털은 상기 러빙롤의 회전축(520)의 연직방향에 대하여 좌측이나 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된다.

또한, 포 털의 기울어진 각도는 5°내지 37°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 포 털은 러빙롤의 회전축(520)의 연직방향에 대하여 좌측이나 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사짐과 동시에, 러빙 방향에 대해서는 반대 방향으로 경사지도록 구비되는 것도 가능하다.

이와 같이, 포 털이 러빙 방향에 대하여 반대 방향으로 경사지도록 구비되면 러빙 공정시 스크래치(scratch)를 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 패턴 스페이서(406)는 상기 포 털과 실질적으로 평행한 방향의 경사면을 가지도록 형성된다.

도5a는 포 털이 회전축의 연직방향에 대하여 좌측으로 경사진 경우를 도시한 도면이고, 도5b는 포 털이 회전축의 연직방향에 대하여 우측으로 경사진 경우를 도시한 도면이다.

두 경우 포 털이 모두 러빙 방향에 대해서는 반대 방향으로 경사진 방향을 가지도록 나타내었다.

먼저, 도5a에서 벡터 BH는 포 털을 나타내고, 평면 ABCD 및 평면 EFGH는 각각 러빙포와 기판을 나타낸다. 또한, (A)는 러빙 방향을 나타낸다.

즉, 도5a에서 포 털은 러빙 방향(A)에 대하여 반대 방향으로 경사진 벡터 성분을 가짐과 동시에, 회전축의 연직방향 (B) (벡터 BF와 평행)에 대하여서는 좌측으로 경사진 벡터 성분을 가지며, 이러한 경우를 L-type 으로 정의한다.

또한, 도5b에서는 벡터 AG가 포 털을 나타내고, 평면 ABCD 및 평면 EFGH는 각각 러빙포와 기판을 나타낸다. 또한, (A)는 러빙 방향을 나타낸다.

즉, 도 5b에서 포 털은 러빙 방향(A)에 대하여 반대 방향으로 경사진 벡터 성분을 가짐과 동시에, 회전축의 연직방향 (B) (벡터 BF와 평행)에 대하여서는 우측으로 경사진 벡터 성분을 가지며, 이러한 경우를 R-type으로 정의한다.

상기 L-type 및 R-type의 러빙포를 이용하여 러빙 공정을 실시할 경우를 도6a 및 도6b를 참고로 하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

즉, L-type의 러빙포를 이용하여 러빙 공정을 실시할 경우, 도6a와 같이, 러빙 방향이 (A) 방향일 때, 상기 러빙롤의 회전축(32)의 연직 방향에 대하여 좌측 방향으로 경사진 포 털(34a)을 구비한 러빙포(31)를 이용하여 러빙 공정을 수행한다. 또한, 기판(10)에는 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향으로 경 사진 포 털과 나란한 방향의 경사면(C)을 가지는 패턴 스페이서(14a)가 구비된다.

참고로 도면번호 34a는 기판과 접하는 부분의 포 털을 나타내며, 촉 부분은 기판과 접하는 부분을 나타내고, 상기 촉 부분의 반대편은 러빙포에 식모된 부분을 나타낸다.

R-type의 러빙포를 이용하여 러빙 공정을 실시할 경우, 도6b와 같이, 러빙 방향이 (A) 방향일 때, 상기 러빙롤의 회전축(32)의 연직 방향에 대하여 우측 방향으로 경사진 포 털(34b)을 구비한 러빙포(31)를 이용하여 러빙 공정을 수행한다. 또한, 기판(10)에는 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 우측 방향으로 경사진 포 털과 나란한 방향의 경사면(C´)을 가지는 패턴 스페이서(14b)가 구비된다.

역시 마찬가지로 도면번호 34b는 기판과 접하는 부분의 포 털을 나타내며, 촉 부분은 기판과 접하는 부분을 나타내고, 상기 촉 부분의 반대편은 러빙포에 식모된 부분을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계와, 상기 두 기판 상에 배향막을 형성하는 단계와, 상기 배향막을 러빙롤 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포가 권포된 러빙롤을 이용하여 러빙하는 단계와, 상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착하는 단계를 포함하여 구성되고,

상기 두 기판 가운데 적어도 하나의 기판에는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서가 형성된 것을 특징으로 한다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.

도7에서와 같이, 먼저, 패턴 스페이서가 형성된 제 1 기판과 제 2 기판을 각각 준비하는 단계(S1a,S1b)에서 상기 두 기판은 예를 들면 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판일 수 있으며,

상기 패턴 스페이서는 상기 컬러 필터 기판에 형성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 패턴 스페이서는 향후 러빙 단계에서 사용되는 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성된다.

다음으로, 두 기판에 배향막을 형성하는 단계(S2a,S2b)는, 각 기판에 예를 들면, 폴리아믹산(poly amic acid), 가용성 폴리이미드(soluble polyimide) 등으로 이루어진 배향 물질을 도포하고, 일차적으로 60℃ 내지 80℃의 온도로 건조한 후, 80℃ 내지 200℃의 온도에서 소성시켜 상기 배향 물질을 폴리이미드화시켜 형성한다.

다음으로, 상기 배향막을 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포가 권포된 러빙롤을 이용하여 러빙하는 단계(S3a,S3b)는,

이전 단계를 통해 각 기판에 형성된 배향막이 액정이 일정한 방향으로 배열 될 수 있도록 하는 규제력을 가지게 하기 위해서 러빙을 실시하는 단계이다.

이 때, 본 발명은 러빙롤에 권포되어 있는 러빙포가, 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 1차 러빙 및 2차 러빙 모두 순방향 즉, 기판과 러빙롤이 접할 때 러빙롤의 회전 방향과, 기판의 이동 방향이 서로 동일한 방향이 되도록 러빙하는 것이 바람직하다.

또한, 기판 상에 형성된 패턴 스페이서는, 상기 포 털과 나란한 방향으로 형성된 경사면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착하는 단계(S4)는, 두 기판 가운데 어느 하나의 기판에 액정을 적하하고 다른 하나의 기판에 실(Seal) 재를 도포한 다음에 두 기판을 합착하는 것도 가능하며,

먼저 두 기판을 액정 주입구를 가지도록 합착한 후 상기 액정 주입구를 통해 두 기판 사이의 공간에 액정을 주입한 다음, 상기 액정 주입구를 봉지하는 것도 가능할 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은,

액정 표시 장치에 구비되는 배향막이 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포를 사용하여 러빙 공정을 수행함과 아울러, 상기 액정 표시 장치에 형성된 패턴 스페이서가 상기 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성된 것 을 특징으로 하여,

러빙 공정시 패턴 스페이서와 러빙포의 포 털 사이의 간섭을 최소화 한다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는,

액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 두 기판으로 이루어진 액정 패널과, 상기 두 기판 상에 각각 형성되어 상기 액정층의 액정 분자가 일정한 방향을 가지고 정렬되도록 하는 배향막과, 상기 두 기판 가운데 어느 하나의 기판상에 형성되어 두 기판 사이의 간격을 유지하는 패턴 스페이서를 포함하고,

상기 배향막은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙됨과 아울러, 상기 패턴 스페이서는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸 도면이다.

도8과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정층(30)을 사이로 서로 대향하여 합착된 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)이 합착된 액정 패널과, 상기 제 1 기판(10) 상에 형성된 제 1 배향막(42) 및 제 2 기판(20) 상에 형성된 제 2 배향막(44)과, 상기 제 1 기판 상에 형성된 패턴 스페이서(14)를 포함하고,

상기 제 1 배향막(42) 및 제 2 배향막(44)은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙됨과 아울러,

상기 패턴 스페이서(14)는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 패턴 스페이서는 예를 들면, 포토레지스트와 같은 감광성 유기 물질로 형성될 수 있다.

상기 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)은 예를 들면, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판인 것이 가능하다.

상기 컬러 필터 기판은 기판 상에 매트릭스 형태로 배열되는 화소 영역을 정의하도록 형성되어 빛이 투과되는 것을 방지하는 블랙 매트릭스(11)와, 상기 화소 영역에 형성되는 컬러 필터(12)를 포함하여 구성되고, 경우에 따라 상기 블랙 매트릭스 및 컬러 필터를 덮도록 형성되는 오버 코트층(13)을 포함하여 구성된다.

상기 박막 트랜지스터 기판은 도시하지는 않았으나, 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하도록 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 접속되어 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 두 기판 가운데 어느 하나의 기판, 바람직하게는 컬러 필터 기판에는 두 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 패턴 스페이서(14)가 형성된다.

액정층(30)은 액정 패널의 테두리 영역에 형성되는 실(Seal)재(미도시)에 의하여 봉입된다.

상기 제 1 배향막(42) 및 제 2 배향막(44)은, 제 1 기판 및 제 2 기판의 상 부에 도포된 배향 물질이 경화된 후, 러빙 공정을 통해 상기 액정층의 액정 분자가 일정한 방향으로 정렬되도록 액정에 대한 규제력을 가진다.

상기 배향 물질은, 폴리아믹산 및 폴리이미드, 유기 용제 등으로 구성되고, 열에 의하여 소성되고, 특히, 패턴 스페이서가 구비된 기판 상에 형성된 배향막은, 상기 패턴 스페이서를 덮도록 형성된다.

또한, 상기 배향막은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙되는 것을 특징으로 하고,

상기 패턴 스페이서는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 러빙롤 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 어느 한 방향으로만 경사진 포 털을 구비한 러빙포에 의하여 러빙된 배향막과, 상기 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서를 구비하여,

러빙 공정시 패턴 스페이서와 러빙포의 포 털 사이의 간섭을 최소화하여, 액정이 정상적으로 정렬되지 않는 디스클리네이션 영역의 발생을 최소화시킨다.

도9a는 R-type 러빙포를 사용하여 러빙 공정을 수행하고, 기판 상에는 상기 L-type 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 제 1 패턴 스페이서(14a)와, 상기 제 1 패턴 스페이서와 반대 방향의 경사면, 즉 R-type 러빙포(31b)의 포 털(34b)과 나란한 방향의 경사면을 가지는 제 2 패턴 스페이서(14b)가 동시에 구비 되도록 하여 (A) 방향으로 러빙한 경우를 나타내었다.

상기 기판에 대하여 (A) 방향으로 러빙 공정을 실시할 경우, 상기 R-type 러빙포(31b)의 포 털(34b)과 나란한 방향의 경사면을 가지는 제 1 패턴 스페이서(14a)뒤 쪽의 영역은 정상적으로 러빙이 되지만,

상기 L-type 러빙포(31)의 포 털(34a)과 반대 방향의 경사면을 가지는 제 2 패턴 스페이서(1ba)뒤 쪽에는 정상적으로 러빙이 되지 않는 디스클리네이션 영역(40)이 발생한다.

도9b는 도9a와 같이 러빙한 액정 표시 장치를 분리하여, 컬러 필터 기판을 편광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도9b에서 알 수 있듯이, 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서 뒤 쪽의 영역은 러빙포와 간섭을 일으키지 않고 정상적으로 러빙이 된 반면에, 러빙포의 포 털과 반대 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서 뒤 쪽의 영역은 러빙포와 패턴 스페이서 간의 간섭이 발생하여 정상적으로 러빙이 되지 않음을 알 수 있다.

한 편, 상기 패턴 스페이서는 도10에 도시된 바와 같이,

빗변이 경사면이 되는 직각삼각형 형태(Ι)나, 밑변이 경사면이 되는 사다리꼴 형태(Ⅱ)나, 빗변이 경사면이 되는 빗살무늬 형태(Ⅲ)로 형성되는 것이 가능할 것이다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도1a는 종래의 컬러 필터 기판의 평면도.

도1b는 종래의 패턴 스페이서의 형상.

도2는 종래의 러빙 방법을 나타낸 도면.

도3a 내지 도3c는 종래의 러빙 방법의 문제점을 나타낸 도면.

도4a 내지 도4b는 본 발명의 실시예에 따른 러빙 방법을 나타낸 공정도.

도5a는 L-type 러빙포를 설명한 도면.

도5b는 R-type 러빙포를 설명한 도면.

도6a는 L-type 러빙포를 이용하여 기판을 러빙할 경우를 나타낸 평면도.

도6b는 R-type 러빙포를 이용하여 기판을 러빙할 경우를 나타낸 평면도.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도.

도8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 요부 단면도.

도9a는 한 기판에 러빙포의 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서와, 러빙포의 포 털과 나란하지 않은 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서가 동시에 형성된 경우를 나타낸 도면.

도9b는 도9a에서 러빙 결과를 나타낸 도면.

도10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 패턴 스페이서의 모양을 나타낸 도면.

Claims (8)

1. 스테이지 상에 배향막이 형성된 기판을 로딩시키는 단계; 및

   상기 기판을 러빙롤 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포를 이용하여 러빙하는 단계를 포함하고,

   상기 기판 상에는 상기 포 털의 경사 방향과 나란한 방향으로 경사지도록 형성된 패턴 스페이서를 구비되며;

   상기 러빙롤의 러빙 방향이 상기 기판의 일측면에 대하여 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 러빙 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 러빙포의 포 털의 기울어진 각도는 5도 내지 37도의 범위 가운데 하나의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 러빙 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 러빙포의 포 털은 러빙 방향의 반대 방향으로도 경사진 것을 특징으로 하는 러빙 방법.
4. 제 1 기판 및 제 2 기판을 준비하는 단계;

   상기 두 기판 상에 배향막을 형성하는 단계;

   상기 배향막을 러빙롤 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로만 경사진 포 털이 구비된 러빙포를 이용하여 러빙하는 단계; 및

   상기 두 기판 사이에 액정층이 개재되도록 두 기판을 합착하는 단계를 포함하고,

   상기 두 기판 가운데 적어도 하나의 기판에는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지는 패턴 스페이서가 형성되며;

   상기 러빙롤의 러빙 방향이 상기 기판의 일측면에 대하여 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 러빙포의 포 털의 기울어진 각도는 5도 내지 37도의 범위 가운데 하나의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
6. 액정층을 사이로 서로 대향하여 합착된 두 기판으로 이루어진 액정 패널;

   상기 두 기판 상에 각각 형성되어 상기 액정층의 액정 분자가 일정한 방향을 가지고 정렬되도록 하는 배향막; 및

   상기 두 기판 가운데 어느 하나의 기판상에 형성되어 두 기판 사이의 간격을 유지하는 패턴 스페이서를 포함하고,

   상기 배향막은 러빙롤의 회전축의 연직 방향에 대하여 좌측 또는 우측 가운데 어느 한 방향으로만 경사지도록 구비된 포 털을 가지는 러빙포에 의하여 러빙됨과 아울러,

   상기 패턴 스페이서는 상기 포 털과 나란한 방향의 경사면을 가지도록 형성되며;

   상기 러빙롤의 러빙 방향이 상기 기판의 일측면에 대하여 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 패턴 스페이서는 빗변이 상기 경사면이 되는 직각삼각형 형태나, 밑변이 상기 경사면이 되는 사다리꼴 형태나, 또는 빗변이 상기 경사면이 되는 빗살무늬 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 포 털은 상기 러빙롤의 러빙 방향에 대하여 반대 방향으로 경사진 벡터 성분을 갖는 동시에, 상기 회전축의 연직방향에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향 가운데 한 방향으로 경사진 벡터 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 러빙 방법.

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