KR102081601B1 - 액정표시장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 액정분자와, 모노머와, 반응 파장대를 달리하는 제 1 및 제 2 광개시물질을 포함하는 복합 광개시제와, 분산제를 포함하는 액정층을 개재한 상태로 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계와; 상기 액정층에 대해 파장필터를 개재한 제 1 부분과 상기 파장필터 없는 제 2 부분에 대해 제 1 조도를 갖는 1차 UV광을 제 1 시간동안 조사하는 단계와; 상기 액정층을 제 2 시간동안 방치하는 단계와; 상기 제 2 시간동안 방치된 상기 액정층에 대해 제 2 조도를 갖는 2차 UV광 제 3 시간동안 전면에 조사함으로서 상기 제 2 부분에 상기 모노머로 이루어진 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다.

Description

액정표시장치의 제조 방법{Method of fabricating liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 UV 조사에 의해 액정층의 모노머(monomer)를 경화시켜 격벽을 형성하며, 잔류 모노머를 최소화하며, 나아가 셀갭 균일도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 제 1 기판(10)과, 상기 제 1 기판(10)과 마주하는 제 2 기판(80)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80) 사이에 위치하는 액정층(92)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80) 사이 거리, 즉 셀갭을 유지하기 위한 스페이서(90)를 포함한다.
상기 제 1 기판(10) 상에는 게이트 절연막(16)을 사이에 두고 이의 하부 및 상부로 위치하며 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(30)이 형성되고 있으며, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 화소영역 각각에는 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시, 30)과 연결되며 스위칭 소자인 박막트랜지스터(미도시)가 구비되고 있다.
또한, 상기 각 화소영역에는 상기 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결된 화소전극(50)이 구비되고 있다.
한편, 상기 제 2 기판(80)의 내측면에는 각 화소영역 별로 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(84a, 84b, 84c)으로 이루어진 컬러필터층(84)이 형성되고 있다.
그리고 상기 컬러필터층(84) 상에는 공통전극(86)이 형성되고 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제 2 기판(80)에는 상기 제 1 기판(10) 상에 형성되는 게이트 배선(alehtl), 데이터 배선(30), 박막트랜지스터(미도시) 등의 비표시영역을 가리기 위한 블랙매트릭스(미도시)가 더욱 형성되고 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80)은 상기 화소전극(50)과 공통전극(86)이 대면되도록 마주하고 있으며, 이러한 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80) 사이에는 액정층(92)이 개재되고 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80) 사이의 거리, 즉 셀갭을 유지하기 위해 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80) 각각에 구비된 최상층과 각각 접촉하며 스페이서(90)가 형성되고 있다.
이때, 상기 스페이서(90)는 제 1 기판(10) 또는 제 2 기판(80)의 제조 시 1회의 마스크 공정을 더욱 진행하여 보호층(40) 또는 상기 공통전극(86) 상에 형성되는 것이 일반적이다.
하지만, 이러한 스페이서(90)를 형성하기 위해서는 1회의 마스크 공정이 필요로 되고 있으며, 아무리 마스크 공정을 정교하게 진행한다 하더라도 오차가 발생됨으로서 상기 스페이서(90)의 높이 차이가 발생되며, 이에 의해 셀갭의 균일도가 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 이러한 문제를 방지하기 위해, 스페이서(90)와는 별도로 하여 액정층(92) 내에 액정분자와 함께 모노머와 광개시제를 혼합시키고, 제 1 및 제 2 기판(140, 80)을 합착한 상태에서 UV광을 조사함으로써 격벽(90)을 형성하는 기술이 제안되었다.
즉, 마스크 공정을 진행하여 제 1 기판(10) 또는 제 2 기판(80) 상에 스페이서(90)를 형성하여 초기 셀갭을 유지하도록 한 후, 상기 제 1 기판(10)과 제 2 기판(80) 사이에 액정층(92)을 개재하여 제 1 및 제 2 기판(10, 80)을 합착한 상태에서 UV광을 조사에 의해 상기 액정층(92) 내의 모노머(미도시)가 특정 위치에 모여 경화됨으로서 균일한 높이를 갖는 격벽(90)을 형성함에 의해 셀갭 불균일의 문제를 억제할 수 있다.
그러나, 전술한 바와같이 모노머(미도시) 및 UV광 조사에 의해 격벽(90)을 형성하는 경우, 상기 격벽(90)과 제 1 및 제 2 기판(10, 80)간의 접착력이 좋지 않아 제 1 및 제 2 기판(10, 80)이 탈착되는 문제가 발생하거나, 상기 액정분자와 모노머(미도시)의 완전한 상분리가 이루어지지 않아 격벽(90) 내부에 액정분자가 트랩되는 현상에 기인하는 상기 격벽(90)의 강성이 약화로 인해 셀갭이 유지되지 못하는 문제가 발생하고 있다.
한편, 상기 격벽(90)의 강성이 약화되거나, 또는 제 1 및 제 2 기판(10, 80)과의 접착력이 약한 경우, 액정 쏠림에 의한 씰터짐 불량이 발생된다.
특히, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 80)의 베이스를 이루는 절연기판을 유리기판을 이용하지 않고 벤딩 특성을 부여하기 위해 플라스틱과 같은 플렉서블 기판을 이용하는 플렉서블 액정표시장치에서 이러한 문제를 크게 부각된다.
또한, 상기 모노머(미도시)가 특정 위치에 모여 격벽(92)을 형성하도록 하기 위해서는 상기 UV광을 30분 이상 지속적으로 조사해야 함으로서 UV광 조사장치(미도시)의 부하로 인해 생산성이 저하되고 있는 실정이며, 액정층(92) 내에 포함된 상기 모노머(미도시)가 상기 액정층(92) 중 표시영역에 대응하는 부분에 잔존하여 표시 품질이 저하되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은, UV광 조사에 의한 격벽 형성에 있어 격벽내에 액정분자가 트랩되는 현상을 억제하여 격벽의 강성 및 접착성을 향상시키며, 표시영역에 대응하는 액정층 내의 모노머 잔존에 의한 표시 품질 저하 문제를 해결하는 동시에 UV광 조사 시간을 저감시켜 단위시간당 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은, 액정분자와, 모노머와, 반응 파장대를 달리하는 제 1 및 제 2 광개시물질을 포함하는 복합 광개시제와, 분산제를 포함하는 액정층을 개재한 상태로 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계와; 상기 액정층에 대해 파장필터를 개재한 제 1 부분과 상기 파장필터 없는 제 2 부분에 대해 제 1 조도를 갖는 1차 UV광을 제 1 시간동안 조사하는 단계와; 상기 액정층을 제 2 시간동안 방치하는 단계와; 상기 제 2 시간동안 방치된 상기 액정층에 대해 제 2 조도를 갖는 2차 UV광 제 3 시간동안 전면에 조사함으로서 상기 제 2 부분에 상기 모노머로 이루어진 격벽을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 액정분자는 80 내지 95 중량%를 갖고, 상기 모노머는 5 내지 20 중량%를 가지며, 상기 복합 광개시제와 상기 분산제 각각은 상기 모노머 대비 1 내지 3 중량%를 가지며, 상기 제 1 광개시물질과 제 2 광개시물질의 비율은 40:60 내지 60:40인 것이 특징이다.
그리고 상기 모노머는, 우레탄 아크릴레이트 계열 물질, 폴리에스터 아크릴레이트 물질, 에폭시 아크릴레이트 계열 물질 중 적어도 어느 하나에서 선택되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 광개시물질은, '2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1', 'Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide', '2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone', '1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone', 'oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester', '2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide' 중 어느 하나이며, 상기 제 2 광개시물질은, 'Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)', 'Bis(.eta.5-2,4-cylcopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl) titanium', '2-Dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one', 'Ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9Hcarbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime)', '2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone', '2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one', '2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one'중 어느 하나인 것이 특징이다.
한편, 상기 파장필터는 340 내지 360nm의 파장대 중 어느 하나의 파장대의 UV광만을 선택적으로 투과시키는 것이 특징이다.
그리고 상기 제 1 및 제 3 시간은 각각 3 내지 5분이며, 상기 제 2 시간은 60분 내지 180분이며, 상기 제 1 조도는 5 내지 10mW/㎡ 이며, 상기 제 2 조도는 1000 내지 1500mW/㎡ 인 것이 특징이다.
또한, 상기 1차 및 2차 UV광은 수은램프를 이용한 UV광인 것이 특징이며, 상기 2차 UV광 조사 시 상기 액정층은 60℃ 이하의 온도를 유지하도록 하는 것이 특징이다.
그리고 상기 액정분자는 친수성 특성을 가지며, 상기 모노머는 소수성 특성을 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계 이전에, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 화소영역 내에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 상에 각 화소영역의 경계에 대응하여 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 블랙매트릭스로 둘러싸인 영역에 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 기판 상에 상기 화소전극이 형성된 동일한 층에 상기 화소전극과 교대하는 공통전극을 형성하거나, 또는 상기 화소전극 상부 또는 하부로 절연층을 개재하여 공통전극을 형성하고 동시에 상기 화소전극 또는 공통전극 중 상기 절연층 상부에 위치하는 전극에 대해 개구를 형성하는 단계를 더 포함하거나, 또는 상기 제 2 기판 상에 상기 컬러필터층 위로 전면에 공통전극을 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 2 기판은 각각 투명한 절연특성을 갖는 제 1 및 제 2 캐리어 기판 상에 각각 고분자 물질을 코팅함으로서 형성됨으로서 플렉서블한 특성을 가지며, 상기 액정층 내에 격벽을 형성하는 단계 이후에, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각으로부터 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판을 분리하는 단계를 더 진행하는 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은, 하나의 광개시제를 이용하여 30분간 지속적으로 UV광을 조사하여 격벽을 형성하는 종래에 언급된 격벽 형성 방법 대비 UV광 조사 시간의 단축을 통해 액정표시장치의 단위시간당 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 모노머의 상분리와 모노머의 경화를 이원화함으로서 액정분자와 모노머간의 충분한 상분리가 진행되므로 액정층 내에서의 잔류 모노머 양을 액정분자의 1% 이하로 최소화함으로서 표시품질을 향상시키는 효과가 있으며, 더불어 충분한 상분리에 의해 격벽 내부에 액정분자가 트랩되는 현상을 억제할 수 있으므로 격벽 자체의 강성을 향상시키는 효과가 있다.
나아가 액정분자와 모노머간에 상분리가 원활히 이루어지고 2차 UV광 조사에 의해 특정 부분에 모인 모노머의 경화가 급격히 이루어짐으로서 격벽의 밀도가 증가되며, 나아가 생성된 격벽 자체의 패턴성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 단계별 공정 단면도.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법(반응 파장대를 달리하는 복합 광개시제 및 파장필터 이용)에 의해 액정층 내에 격벽이 형성되는 단계에 따른 격벽의 평면 형태를 촬영한 사진.
도 4a 내지 4c는 제 2 비교예에 따른 액정표시장치의 제조 방법(단일 물질로 이루어진 광개시제 이용, 파장필터 없이 1 및 2차 UV과 조사)에 의해 액정층 내에 격벽이 형성되는 단계에 따른 격벽의 평면 형태를 촬영한 사진.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
액정표시장치는 이에 구비되는 액정층에 인가되는 전계의 형태에 따라 수직 전계형, 횡전계형, 프린지 필드 스위칭 모드 등 다양한 구동 모드를 갖는다.
이러한 다양한 모드 중 최근에는 시야각 특성이 우수하고 개구율 및 투과율 또한 타 구동 모드 대비 상대적으로 우수한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD: FFS-LCD)가 많이 이용되고 있으므로, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 일례로 하여 설명하지만, 이러한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에 한정되지 않고 수직 전계형 및 횡전계형 액정표시장치에도 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 플렉서블한 플라스틱 기판을 베이스 기판 이용하여 밴딩 특성을 갖는 액정표시장치의 제조 방법을 일례로 나타내고 있지만, 유리기판을 베이스 기판으로 이용하여 제조할 수도 있으며, 이 경우 이후 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 단계에 있어서 제 1 및 2 캐리어 기판에 각각 제 1 및 제 2 플라스틱 기판을 형성하는 단계 및 제 1 및 제 2 캐리어 기판을 탈착하는 단계를 제외하면 동일하다 할 것이다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 화소영역 내의 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역(TrA)이라 정의한다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 캐리어 기판(102) 상에 고분자 물질 예를들면 폴리이미드를 도포하고 경화시킴으로서 플렉서블한 특성을 갖는 제 1 플렉서블 기판(104)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 캐리어 기판(102)은 일반적인 액정표시장치의 베이스 기판으로 이용되는 투명하며 절연특성을 갖는 유리기판이 될 수 있다.
한편, 폴리이미드 등으로 이루어진 상기 제 1 플렉서블 기판(104)은 밴딩 가능한 표시장치를 형성을 위해 이용되지만, 일반적인 유리기판과 달리 그 자체만을 액정표시장치의 제조 공정에 적용될 수 없다.
즉, 상기 제 1 플렉서블 기판(104)은 플렉서블 특성을 가지므로 각 단위 공정 진행을 위한 단위 공정 장치로 로봇 암 등을 통해 반송 시 큰 휨이 발생하여 로봇 암 자체를 이용한 반송 자체가 불가하거나, 또는 각 단위 공정 장치에 있어서 제조 오차를 억제를 위해 정렬핀 등을 이용하여 기판의 정렬을 실시해야 하는데, 상기 제 1 플렉서블 기판(104)은 상기 정렬 핀을 통해 정렬 시 그 기판(104) 자체가 이동하지 않고 휨이 발생하여 정렬을 실시할 수 없다.
따라서, 상기 제 1 플렉서블 기판(104)은 유리재질의 상기 제 1 캐리어 기판(102)의 일면에 부착하여 반송 공정 및 정렬이 가능하도록 한 상태를 만든 후, 일반적인 표시장치 제조 공정을 진행하여 밴딩 특성을 갖는 표시장치를 완성하게 된다.
다음, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 플렉서블 기판(104) 상에 다수의 단위 공정을 진행하여 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)과, 각 화소영역(P) 내의 소자영역(TrA)에 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)과 연결된 박막트랜지스터(Tr)를 형성하고, 나아가 상기 각 화소영역(P) 내에 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 연결된 화소전극(170) 및 상기 화소전극(170)과 절연층(163)을 사이에 두고 위치하는 공통전극(160)을 형성한다.
이때, 상기 화소전극(170)과 공통전극(160) 중 상부에 위치하는 전극에 대해서는 각 화소영역 별로 바(bar) 형태의 개구(op)가 다수 구비되도록 한다.
도면에 있어서는 보호층(150) 상부로 순차적으로 공통전극(160)과 절연층(163) 및 화소전극(170)의 적층 구성을 이루며, 상기 화소전극(170)에 다수의 개구(op)가 형성된 것을 일례로 보이고 있다.
한편, 각 화소영역(P)에 구비된 상기 박막트랜지스터(Tr)는 도면에 있어서는 게이트 전극(105)과, 게이트 절연막(110)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a) 및 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지며 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)을 구비한 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 전극 및 드레인 전극(133, 136)의 적층 구성을 이루는 것을 일례로 보이고 있다.
하지만, 이러한 박막트랜지스터(Tr)는 그 이외에도 다양한 구성을 이룰 수 있다.
즉, 전술한 박막트랜지스터(Tr)는 비정질 실리콘으로 이루어져 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)의 이중층 구조를 갖는 반도체층(120)을 이루지만, 비록 도면에 나타내지 않았지만, 산화물 반도체 물질로 이루어져 단일층 구조를 갖는 산화물 반도체층이 구비될 수도 있고, 이 경우 산화물 반도체층의 특성 상 이의 상부에는 에치스토퍼가 더욱 구비되며 상기 에치스토퍼 상부에서 소스 및 드레인 전극이 이격하는 형태를 이룰 수도 있다.
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층이 폴리실리콘의 단일층으로 이루어지며, 상기 폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 상기 반도체층을 노출시키는 콘택홀이 구비된 층간절연막과, 상기 콘택홀을 통해 상기 폴리실리콘의 반도체층과 각각 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구성을 이룰 수도 있다.
한편, 도면에 있어서는 상기 화소전극(170)과 공통전극(160)이 상기 제 1 플렉서블 기판(104) 상에 상기 절연층(163)을 사이에 두고 형성된 것을 일례로 나타내었지만, 상기 화소전극(170)과 공통전극(170)은 동일한 층에 바(bar) 형태를 가지며 서로 교대하는 형태로 구성될 수도 있으며, 또는 상기 화소전극(170)만이 상기 제 1 플렉서블 기판(104) 상에 형성되고, 상기 공통전극(170)은 이후 공정에서 제 2 플렉서블 기판(181) 상에 형성될 수도 있다.
그리고 제조하는 액정표시장치가 COT(color filter on TFT) 구조를 이루는 경우, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 상기 공통전극(또는 화소전극(170))(160) 사이에는 각 화소영역(P)별로 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층을 더욱 형성할 수도 있으며, 상기 컬러필터층을 형성하기 전에 각 화소영역의 경계에 대응하여 각 화소영역을 포획하는 형태로 블랙매트릭스 또한 더욱 형성할 수도 있다.
다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 제 2 캐리어 기판(179) 상에 고분자 물질 예를들면 폴리이미드를 도포하고 경화시킴으로서 플렉서블한 특성을 갖는 제 2 플렉서블 기판(181)을 형성한다.
다음, 도 2d에 도시한 바와같이, 상기 제 2 플렉서블 기판(181) 상에 단위 공정을 진행하여 각 화소영역별로 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(184a, 184b, 184c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(184)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 플렉서블 기판(181) 상에는 상기 컬러필터층(184)을 형성하기 전에 각 화소영역의 경계에 대응하여 각 화소영역을 포획하는 형태로 블랙매트릭스(미도시)를 더욱 형성할 수도 있다.
이러한 컬러필터층(184) 및 블랙매트릭스(미도시)는 앞서 설명한 바와같이, 상기 제 1 플렉서블 기판(104) 상에 형성되는 경우 상기 제 2 플렉서블 기판(181)에 있어서는 생략할 수도 있다.
그리고 연속하여 상기 컬러필터층(184) 위로 투명한 유기절연물질 예를들면 포토아크릴을 도포하여 표시영역 전면에 오버코트층(187)을 형성한다.
상기 제 1 플렉서블 기판(104) 상에 상기 공통전극(160)이 생략된 경우, 상기 제 2 플렉서블 기판(181)에 있어서 상기 오버코트층(187)을 대신하여 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극이 형성될 수도 있다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179) 상에 각각 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)을 형성하기 이전에 추후 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179)의 탈착이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 완충층(미도시)을 더욱 형성할 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)으로부터 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179)의 탈착은 물리적으로 진행할 수도 있지만, 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)의 찢김 등이 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 레이저 빔 조사 시 수소 등의 기체를 발생시킴으로서 상기 캐리어 기판(102, 179)과 플렉서블 기판(104, 181)간의 접착력을 완화시키는 완충층(미도시)을 구비하여 탈착을 진행한다.
따라서 이러한 레이저 빔 조사를 통한 캐리어 기판(102, 179)의 탈착을 진행하는 경우, 상기 각 캐리어 기판(102, 179) 상에 우선적으로 완충층(미도시)을 형성한 후, 상기 완충층(미도시) 상에 어레이 소자나 또는 컬러필터층을 형성한다.
한편, 이러한 완충층(미도시)은 일례로 비정질 실리콘을 증착함으로서 이루어지게 된다.
다음, 도 2e에 도시한 바와같이, 상기 제 1 캐리어 기판(102)에 형성된 상기 제 1 플렉서블 기판(104)과 상기 제 1 캐리어 기판(102)에 형성된 제 2 플렉서블 기판(181)이 서로 마주하도록 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181) 중 어느 하나의 기판의 테두리를 따라 접착특성을 갖는 실란트를 디스펜싱하여 씰패턴(미도시)을 형성하고, 상기 씰패턴(미도시) 내측으로 이들 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181) 사이에 액정층(192)을 개재시킨 후 합착한다.
이때, 상기 액정층(140)은 액정분자(242)와, 모노머(244) 및 반응 파장대를 달리하는 제 1 및 제 2 광개시물질로 이루어진 복합 광개시제(미도시)와 분산제(미도시)를 포함한다.
상기 모노머(244)는 추후 격벽(도 2j의 290)을 형성하게 되는 것으로, 상기 액정분자(242)와 상분리가 용이하게 발생되도록 친수성 특성을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 액정분자(242)는 상기 모노머(244)와의 상분리가 용이하도록 소수성 특성을 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 모노머(144)는 아크릴레이트계 물질로서 우레탄 아크릴레이트 계열 물질, 폴리에스터 아크릴레이트 물질, 에폭시 아크릴레이트 계열 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질이 된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법에 있어 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 복합 광개시제(미도시)는 UV광 조사에 따라 광 가교 역할을 할 수 있는 것으로, UV광 조사 시 340 내지 360nm 파장대의 파장필터(도 2f의 193)를 투과한 UV광에 대해 가교 반응이 서서히 진행되도록 하는 제 1 광개시물질(미도시)과, 상기 파장필터(도 2f의 193) 없이 조사된 1000mW/㎡의 조도를 갖는 UV광에 대해서는 경화가 빠른 속도록 진행되는 특성을 갖는 제 2 광개시물질(미도시)이 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 광개시물질(미도시)은, '2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1', 'Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide', '2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone', '1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone',
'oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester', '2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide' 중 어느 하나가 될 수 있다.
그리고 상기 제 2 광개시물질(미도시)은,
'Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)', 'Bis(.eta.5-2,4-cylcopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl) titanium', '2-Dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one',
'Ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9Hcarbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime)',
'2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone',
'2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one',
'2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one'중 어느 하나가 될 수 있다.
한편, 상기 분산제(미도시)는 액정분자(242)와 모노머(244)를 혼합하기 위한 결합제(binding agent)의 역할을 하는 것으로, 수계 분산제인 BYK187, BYK348, BYK349 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
이때, 상기 액정층(140)은 80~94.9 중량%의 액정분자(242)와, 5~19.9 중량%의 모노머(244)를 포함하고, 상기 복합 광개시제(미도시) 및 분산제(미도시) 각각은 상기 모노머(244) 대비 1~3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 복합 광개시제(미도시)를 이루는 상기 제 1 및 제 2 광개시물질(미도시)은 60:40 내지 40:60정도의 비율을 갖는 것이 특징이다.
이와 같은 조성비를 갖는 상기 액정층(192)이 구비된 상태에서, 도 2f에 도시한 바와같이, 1차 UV광을 조사한다.
이때, 상기 1차 UV광 조사는, 추후 격벽(도 2j의 190)이 형성될 영역에 대하여 파장필터(193)없이 직접 UV광이 조사되도록, 그리고 그 이외의 영역에 대해서는 파장필터(193)를 통과하여 특정 파장대를 갖는 UV광만 조사되도록 한다.
이때, 상기 파장필터(193)는 340nm 내지 360nm 파장 중 어느 하나의 파장대를 갖는 UV광 만을 통과시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 1차 조사되는 UV광의 조도는 5 내지 10mW/㎡ 인 것이 바람직하며, 특정 파장대의 UV광 만을 투과시키는 상기 파장필터(193)를 이용한 1차 UV광의 조사시간은 3 내지 5분 정도인 것이 바람직하다.
이렇게 1차 UV광 조사 시 조도를 5 내지 10mW/㎡ 정도가 되도록 한 것은, 이후 단계에서 액정분자(242)와 모노머(244)의 상분리가 천천히 원활하게 발생되도록 하기 위함이다.
상기 1차 UV광 조사 시 조도가 10mW/㎡ 보다 큰 경우 상분리가 일어나기 전에 모노머(244)의 경화가 발생됨으로서 원하는 부분에 원하는 패턴 형태를 갖는 격벽이 형성되지 않으므로 이를 방지하기 위해 상대적으로 낮은 조도의 UV광을 조사하는 것이다.
한편, 상기 1차 UV광의 조도가 5mW/㎡ 보다 낮을 경우, 상기 제 1 광경화물질의 활성화가 잘 이루어지지 않으므로 상기 액정분자(242)와 모노머(244)간의 상분리가 원활하게 진행되지 않음을 실험적으로 알 수 있었다.
그리고 상기 1차 UV광의 조사는 수은램프를 이용한 것이 바람직하며, 메탈할라이드 램프를 이용 시는 추후 모노머(244)의 경화가 잘 이루어지지 않는 경향이 있음을 실험적으로 알 수 있었다.
이러한 특정 파장대의 파장필터(193)를 이용한 1차 UV광이 상기 액정층(192)에 조사되면 상기 액정층(192)을 이루는 일 조성물인 복합 광개시제(미도시) 중 제 1 광개시물질(미도시)이 활성화된다.
또한, 상기 파장필터(193)가 형성되지 않은 부분에 대해서는 340 내지 360nm 보다 크거나 작은 파장대의 UV광이 함께 조사함으로서 제 1 광개시물질(미도시) 및 제 2 광개시물질(미도시)까지 소정량 활성화됨으로서 비록 매우 느리지만 상기 모노머(244)의 경화공정이 진행된다.
상기 제 2 광개시물질(미도시)은 1000mW/㎡ 정도의 조도를 갖는 UV광에 급격히 반응하여 활성화되며, 1차 UV광은 그 조도가 5 내지 10mW/㎡ 정도가 되므로 활성화는 완전하기 이루어지지 않고 매우 미약하게 진행한다.
한편, 이렇게 1차 UV광이 조상된 후에 도 2g에 도시한 바와같이, 상기 액정패널(101)을 상온에서 60분 내지 180분간 방치시킨다.
상기 1차 UV광 조사 시 상기 파장필터(193)와 중첩하는 액정층(192) 내에서는 제 1 광개시물질(미도시)만이 활성화됨으로서 상기 모노머(244)의 액정분자(242)간의 상분리가 발생되며, 상기 파장필터(193)없이 1차 UV광이 조사된 부분에 있어서는 상기 모노머(244)의 액정분자(242)간의 상분리와 더불어 모노머(244)의 경화가 매우 서서히 진행된다.
따라서, 이러한 1차 UV광 조사 후 60 내지 180분간 방치되는 과정에서 상기 파장필터(193) 없이 1차 UV광이 조사된 부분에 대해서 매우 서서히 경화되는 모노머(244)가 씨드(seed)로서의 역할을 하며, 이에 의해 상기 액정분자(242)와 상분리 된 상기 모노머(244)는 추후 격벽(도 2j의 190)이 형성될 부분에 위치하는 경화가 시작되는 모노머 주위로 모여들게 된다.
이때, 상기 액정패널(101)의 방치시간이 60분 보다 작은 경우, 액정분자(242)와 모노머(244)의 충분한 상분리가 이루이지 않고, 상분리 된 모노머(244)가 특정 위치로의 모임이 완전히 진행되지 않음으로서 추구 2차 UV광이 조사에 의해 모노머(244)의 경화가 급격히 진행 시 격벽(도 2j의 190)의 형태 불량 및 강성이 약해지는 등의 문제가 발생되며, 방치시간이 180분보다 더 큰 경우, 추후 격벽(도 2j의 190) 형성의 결과적 측면에서 180분 정도 방치한 것과 차이가 거의 없음을 알 수 있었다.
한편, 이렇게 액정패널(101)의 방치는 액정표시장치(도 2j의 100)의 제조 공정 장비를 이용하는 것이 아니며, 나아가 단위 공정 진행간 대기시간 등을 이용하게 됨으로서 실질적인 단위시간당 액정표시장치(도 2j의 100)의 제조 시간에는 포함되지 않는다.
다음, 이러한 모노머(244)와 액정분자(242)간의 원활한 상분리를 위한 상기 액정패널(101)의 상온에서의 방치 후에는, 도 2h에 도시한 바와같이, 상기 액정패널(101) 전면에 대해 파장필터없이 제 2 UV광을 조사한다.
이때, 상기 2차 UV광은 1000mw 내지 1500mW/㎡ 의 조도를 가지며, 3 내지 5분간 조사하는 것이 바람직하다.
이러한 상대적으로 강한 조도를 갖는 2차 UV광 조사에 의해 상기 복합 광개시제(미도시) 중 제 2 광개시물질(미도시)이 활성화되며, 이러한 제 2 광개시물질(미도시)의 활성화에 의해 특정 위치에 모인 모노머(244)간의 크로스 링킹이 매우 빠른 속도록 발생됨으로서 모노머(244)간의 결합에 의한 경화가 빠른 속도록 진행된다.
이때, 상기 2차 UV광 또한 수은램프에 의해 발생되는 UV광인 것이 바람직하며, 나아가 상기 1000mw 내지 1500mW/㎡ 의 조도를 갖는 제 2 차 UV광 조사 시 상기 액정층(192)의 온도는 60℃ 를 초과하여 그 이상의 온도가 되지 않도록 하는 것이 특징이다.
이는 상기 액정층(192)이 60℃보다 큰 경우 액정분자(242)의 특성이 변화되어 액정표시장치로(도 2j의 100)서의 구동에 문제가 될 가능성이 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
한편, 전술한 바와같이, 상대적으로 작은 조도를 갖는 1차 UV광의 파장필터(도 2f의 193)를 통한 조사와, 소정시간 동안의 방치 및 상대적으로 큰 조도를 갖는 2차 UV광의 전면 조사의 단계를 통해 상기 액정층(192) 내부에는 상기 액정분자(242)와 상분리 된 모노머(244)의 결합에 의해 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(111, 181)과 동시에 접착된 상태의 격벽(190)이 형성된다.
더욱 정확히는 상기 격벽(190)은 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(111, 181) 각각의 최상층 또는 차상층에 구비된 구성요소가 되며, 일례로 상기 제 1 플렉서블 기판(111) 상에는 상기 절연층(163), 상기 제 2 플렉서블 기판(181) 상에는 상기 오버코트층(187)이 되고 있다.
이러한 방법에 의해 형성된 상기 격벽(190)은, 단일의 광개시물질을 갖는 광개시제를 함유하며 이러한 광개시제를 포함하는 액정층에 대해 특정 영역에 대해서만 30분 이상 지속적으로 UV광을 조사하여 모노머의 상분리를 유도하면서, 동시에 모노머의 경화까지 도모하는 종래 기술에 언급된 바와 같은 제 1 비교예 따른 격벽형성 방법 대비 액정층(192)의 표시영역에서의 잔존 모노머의 양을 현격히 줄일 수 있으며, 이러한 잔존 모노머에 기인하는 액정분자(242)의 구동 저하에 따른 표시품질 저하를 억제할 수 있음을 알 수 있었다.
나아가 제 1 비교예와 같이 하나의 광개시제와 선택적인 위치에 대해서만 지속적으로 UV광을 조사하여 격벽을 형성하는 경우, 액정분자와 모노머간의 충분한 상분리가 이루어지지 않아 상기 격벽 내부에 액정분자가 트랩됨으로서, 상기 격벽의 강성이 저하되는 문제가 있었다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 제조 방법에 따른 격벽 형성 방법에 의해서는 파장필터를 이용한 저 조도의 1차 UV광 조사와 상온에서의 방치 및 고조의 2차 UV광 조사의 단계 진행에 의해 충분한 모노머(244)와 액정분자(242)의 상분리가 일어남으로서 전술한 액정분자(242)가 격벽내부에 트랩되어 강성을 약화시키는 등의 문제는 발생되지 않았다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 제조 방법에 이용되는 액정층(192) 내의 격벽(190) 형성방법은 반응 파장대가 다른 두 개의 광개시물질을 혼합한 복합 광개시제를 이용하여 2회의 서로 다른 조도를 갖는 UV광의 조사에 의해 격벽(190) 형성 시간을 단축하여 최종제품의 액정표시장치의 단위시간당 생산성을 향상시키고, 나아가 액정표시장치(도 2j의 100)의 액정층(192) 내의 잔류모노머의 양을 제 1 비교예에 따른 액정표시장치 제조 방법 대비 줄일수 있는 것이 특징이다.
한편, 상기 격벽(190) 형성을 위한 UV광 조사 특성상 초기에는 반응이 천천히 진행하여 상기 액정분자(242)와 모노머(244)가 충분히 상분리가 되어야 하고, 상기 모노머(244)를 이루는 구성요소인 아크릴레이트에 있어 그 사슬의 밀도가 높아져야 최종 형성되는 격벽의 물리적 특성 즉 강성이 만족할 만한 수준이 된다.
한편, 상기 격벽(190) 형성 시 경화는 빠르고 강하게 반응이 일어나야 상기 격벽(190) 형성을 위한 시간을 줄이고 상기 격벽(190)의 강성이 높아지는 특성을 지닌다.
따라서 본 발명에 따른 액정표시장치(도 2j의 100)의 제조에 있어서는 반응 파장대가 다른 적어도 2가지 이상의 광개시물질로 이루어진 복합 광개시제(미도시)와 파장필터(도 2f의 193)를 이용하여, 1차 UV광 조사 시에는 상기 파장필터(도 2f의 193)를 사용하여 한 가지 광개시물질만 반응시켜 천천히 상분리가 일어나도록 함과 동시에 특정 부위(추후 격벽이 형성되는 부분으로 1차 UV광 조사시 파장필터 없이 조사된 부분)로 모이는 모노머(244)의 밀도를 높게 해주고, 2차 UV광을 액정층(192) 전면에 조사 시에는 파장필터없이 두 가지의 광개시물질로 이루어진 복합 광개시제(미도시)를 동시에 반응시켜, 상기 격벽(190)이 빠르게 완전 경화하도록 한 것이 특징이다.
이러한 과정에 의해 상기 액정층(192) 내에 형성되는 상기 격벽(190)은 그 내부에 액정분자(242)가 트랩되는 등의 문제가 없어 강성 특성이 우수하며, 나아가 상기 액정층(192)에 잔류하는 모노머(244)양도 매우 미세한 수준이 됨으로서 상기 액정분자(242)의 구동에 영향이 없음을 알 수 있었다.
다음, 도 2i에 도시한 바와같이, 상기 액정층(192) 내에 상기 격벽(190)을 형성한 후, 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179) 각각의 외측으로부터 레이저 빔을 조사함으로써, 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179)을 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)으로부터 탈착시킨다.
상기 레이저 빔 조사 시 상기 제 1 캐리어 기판(102)과 제 1 플렉서블 기판(104) 사이에 개재된 완층충(미도시)으로부터 수소 기체가 발생됨으로서 상기 제 1 캐리어 기판(102)과 제 1 플렉서블 기판(104)간의 접착력을 저감시킴으로서 상기 제 1 캐리어 기판(102)이 상기 제 1 캐리어 기판(102)으로부터 뜯김 등의 문제없이 잘 분리되며, 마찬가지로 상기 제 2 캐리어 기판(179) 또는 완층충(미도시)의 동일한 작용에 의해 상기 제 2 플렉서블 기판(181)으로부터 잘 분리된다.
다음, 이렇게 제 1 및 제 2 캐리어 기판(102, 179)이 각각 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)으로부터 분리됨에 의해 도 2j에 도시한 바와같이 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)를 완성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)의 제조 방법은, 플렉서블 기판(104, 181)을 이용하여 밴딩 특성을 갖는 액정표시장치(110)를 일예로 설명하였으나, 상기 제 1 및 제 2 플렉서블 기판(104, 181)을 대신하여 일반적인 유리 기판을 이용한 액정표시장치의 제조에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
즉, 유리기판을 이용한 액정표시장치의 제조 방법의 경우, 전술한 동일한 방법에 의해 격벽을 형성하며, 단지 캐리어 기판의 사용이 생략됨으로서 상기 캐리어 기판 상에 제 1, 2 플렉서블 기판을 형성하는 단계와, 최종적으로 캐리어 기판을 탈착하는 단계를 생략함으로서 제조될 수 있다.
도 3a 내지 3c와, 4a 내지 4c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법(반응 파장대를 달리하는 복합 광개시제 및 파장필터(193) 이용) 및 제 2 비교예에 따른 액정표시장치의 제조 방법(단일 물질로 이루어진 광개시제 이용, 파장필터 없이 1 및 2차 UV과 조사)에 의해 액정층 내에 격벽이 형성되는 단계에 따른 격벽의 평면 형태를 촬영한 사진으로서, 도 3a 및 4a는 각각 본 발명 및 제 2 비교예에 있어 1차 UV광(조도 8mW/㎡)을 5분간 조사한 후의 격벽의 상태를 나타낸 것이며, 도 3b 및 4b는 각각 본 발명 및 제 2 비교예에 있어 1차 UV광 조사 후 상온에서 180분 방치 후의 격벽의 상태를 나타낸 도면이며, 도 3c 및 4c는 각각 본 발명 및 제 2 비교예에 있어 2차 UV광(조도 1000mW)을 3분간 조사한 후의 격벽의 상태를 나타낸 것이다.
도 3a 및 4a를 살펴보면, 본 발명의 경우(도 3a 참조) 제 2 비교예 보다 정확한 형태 즉, 동일한 사각형 형태의 개구를 갖는 격자형태로서 격벽이 형성되어 가고 있음을 알 수 있으며, 격벽 내부에 액정분자가 트랩되는 현상이 보이지 않고 있다.
하지만, 제 2 비교예의 경우(도 4a 참조) 격자의 각 개구부의 형태가 사격형 형상을 이루지 못하고 찌그러진 사각형 또는 원 형태를 이루고 있음을 알 수 있다. 이러한 개구의 형태를 이루는 경우, 격벽은 그 폭이 격벽의 형성 위치별로 크기 차이가 발생됨을 알 수 있다.
또한 제 2 비교예의 경우 현 단계에서는 액정분자와 모노머간의 상분리가 원활하게 이루어지지 않아 각 격벽 내에 액정분자가 트랩된 형태를 보이고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 3b 및 4b를 참조하면, 180분간 상온에서 방치 후에는 액정분자와 모노머간의 충분한 상분리가 이루어짐으로서 더욱 명확한 격자형태의 격벽이 이루어지고 있음을 알 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 격벽이 격자형태를 이룸에 있어 격벽 형성 위치에 관계없이 고른 폭을 가짐을 알 수 있다.
하지만 제 2 비교예의 따른 격벽은 이 단계에서 격벽내부에 트랩된 액정분자가 많이 없어졌지만 격벽간 크로스가 발생되는 부분에서는 여전히 액정분자가 트랩된 형태를 이룸을 알 수 있으며, 격벽에 의해 포획되는 개구의 형태 또한 본 발명에 따른 격벽 대비 그 형태가 일정치 않음을 알 수 있다.
도 3c와 도 4c를 참조하면, 2차 UV광 조사 후에는 본 발명에 따라 제조된 격벽(도 3c 참조)은 전면에 걸쳐 동일한 형태의 개구를 가지며 그 폭이 비교적 일정한 크기를 가지며 형성됨을 알 수 있다.
반면 제 2 비교예에 따른 격벽(도 4c 참조)은 그 형성 위치별로 개구의 형태가 차이가 있으며, 그 폭 또한 위치별 크기 차이가 있음을 알 수 있다.
그리고 격벽내에 액정분자가 트랩된 부분이 발생되었음을 알 수 있다.
한편, 이렇게 2차 UV광 조사 후 각 격벽의 개구부에 위치하는 액정층에 대해 잔류 모너머 양을 측정해보면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 평균적으로 잔류 모노머 양은 액정분자 대비 0.56%가 되었지만, 제 2 비교예에 따른 액정표시장치의 경우, 1.5% 정도가 측정되었다.
그리고, 격벽의 평균 분자량을 측정한 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 경우 평균 분자량이 20260이 되었지만, 제 2 비교예에 따른 액정표시장치의 경우, 평균 분자량은 18770이 되었다.
이러한 격벽의 평균 분자량은 격벽의 밀도 및 강성과 밀첩한 관계가 있으며, 평균 분자량이 높다는 것은 모노머가 안정적으로 액정분자와 상분리되어 특정 위치에 잘 모이고, 이렇게 잘 모인 모노머가 안정적으로 결합되어 강성이 우수하다는 것을 의미한다.
따라서 이러한 모든 점을 감안할 때, 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 파장대에 반응하는 2가지 이상의 광개시물질을 포함하는 복합 광개시제와 파장필터(193)를 통해 1차 UV광을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법이 제 2 비교예에 따른 액정표시장치 대비 격벽의 강성, 위치별 격벽 폭의 유의차 수준 및 잔류모노머 량 등을 고려할 때 월등히 우수함을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법의 경우, 제 1 비교예에 따른 액정표시장치의 제조 방법 즉 하나의 광개시제를 이용하여 30분간 지속적으로 UV광을 조사하여 격벽을 형성하는 방법 대비 UV광 조사 시간의 단축을 통해 단위시간당 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다 할 것이다.
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
102, 179 : 제 1 및 제 2 캐리어 기판
104, 181 : 제 1 및 제 2 플렉서블 기판
105 : 게이트 전극
110 : 게이트 절연막
120 : 반도체층
120a, 120b : 액티브층 및 오믹콘택층
130 : 데이터 배선
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
140 : 보호층
160 : 공통전극
163 : 절연층
170 : 화소전극
184 : 컬러필터층
184a, 184b, 184c : 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴
187 : 오버코트층
192 : 액정층
193 : 파장필터
op : 개구
P : 화소영역
Tr : 박막트랜지스터
TrA : 소자영역

Claims (12)

  1. 액정분자와, 모노머와, 반응 파장대를 달리하는 제 1 및 제 2 광개시물질을 포함하는 복합 광개시제와, 분산제를 포함하는 액정층을 개재한 상태로 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계와;
    상기 액정층에 대해 파장필터를 개재한 제 1 부분과 상기 파장필터 없는 제 2 부분에 대해 제 1 조도를 갖는 1차 UV광을 제 1 시간동안 조사하는 단계와;
    상기 액정층을 제 2 시간동안 방치하는 단계와;
    상기 제 2 시간동안 방치된 상기 액정층에 대해 제 2 조도를 갖는 2차 UV광 제 3 시간동안 전면에 조사함으로서 상기 제 2 부분에 상기 모노머로 이루어진 격벽을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정분자는 80 내지 94.9 중량%를 갖고,
    상기 모노머는 5 내지 19.9 중량%를 가지며,
    상기 복합 광개시제와 상기 분산제 각각은 상기 모노머 대비 1 내지 3 중량%를 가지며,
    상기 제 1 광개시물질과 제 2 광개시물질의 비율은 40:60 내지 60:40인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모노머는 우레탄 아크릴레이트 계열 물질, 폴리에스터 아크릴레이트 물질, 에폭시 아크릴레이트 계열 물질 중 적어도 어느 하나에서 선택되는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광개시물질은,
    '2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1', 'Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide', '2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone', '1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone',
    'oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester', '2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide' 중 어느 하나이며,
    상기 제 2 광개시물질은,
    'Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)', 'Bis(.eta.5-2,4-cylcopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl) titanium', '2-Dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one',
    'Ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9Hcarbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime)',
    '2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone',
    '2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one',
    '2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one'중 어느 하나인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장필터는 340 내지 360nm의 파장대 중 어느 하나의 파장대의 UV광만을 선택적으로 투과시키는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 시간은 각각 3 내지 5분이며,
    상기 제 2 시간은 60분 내지 180분이며,
    상기 제 1 조도는 5 내지 10mW/㎡ 이며,
    상기 제 2 조도는 1000 내지 1500mW/㎡ 인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 UV광은 수은램프를 이용한 UV광인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 UV광 조사 시 상기 액정층은 60℃ 이하의 온도를 유지하도록 하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정분자는 친수성 특성을 가지며, 상기 모노머는 소수성 특성을 갖는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계 이전에,
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 화소영역 내에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 기판 상에 각 화소영역의 경계에 대응하여 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 블랙매트릭스로 둘러싸인 영역에 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 상기 화소전극이 형성된 동일한 층에 상기 화소전극과 교대하는 공통전극을 형성하거나, 또는 상기 화소전극 상부 또는 하부로 절연층을 개재하여 공통전극을 형성하고 동시에 상기 화소전극 또는 공통전극 중 상기 절연층 상부에 위치하는 전극에 대해 개구를 형성하는 단계를 더 포함하거나,
    또는 상기 제 2 기판 상에 상기 컬러필터층 위로 전면에 공통전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 기판은 각각 투명한 절연특성을 갖는 제 1 및 제 2 캐리어 기판 상에 각각 고분자 물질을 코팅함으로서 형성됨으로서 플렉서블한 특성을 가지며,
    상기 액정층 내에 격벽을 형성하는 단계 이후에, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각으로부터 상기 제 1 및 제 2 캐리어 기판을 분리하는 단계를 더 진행하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
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