KR102200338B1 - 배향막 형성방법 및 이를 적용한 액정표시장치 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단차 패턴이 있는 기판상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막 상측에 투과부와 반투과부를 구비한 마스크를 배치하여 상기 마스크의 반투과부를 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 대응되도록 위치시키는 단계; 및 상기 마스크를 통해 상기 경사영역위의 배향막과, 상기 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 위의 배향막에 광을 차등 조사하여 상기 배향막을 배향처리하는 단계;를 포함하는 배향막 형성방법을 제공한다.

Description

배향막 형성방법 및 이를 적용한 액정표시장치 제조방법{METHOD FOR FORIMG POLYIMIDE LAYER AND METHOD FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 배향막 형성방법에 관한 것으로서, 특히 단차부 영역의 UV 노광량 의 차등 조사를 통해 배향막에 기인한 불량들을 개선한 액정표시장치의 배향막 형성방법 및 이를 적용한 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이는 디스플레이 산업의 발달과 함께 낮은 구동전압, 고해상도의 실현, 모니터 부피의 감소, 평면형 모니터를 제공하므로 그 수요가 크게 증가하고 있다. 이러한 액정디스플레이 기술에서 핵심적인 기술 중의 하나는 액정을 원하는 방향으로 잘 배향시키는 기술이다.
종래에는 액정을 배향시키는 통상적인 방법으로, 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자 막을 도포하고, 이 표면을 나일론이나 폴리에스테르와 같은 섬유로 일정한 방향으로 문지르는 접촉식 러빙 방법을 이용하였다.
그러나, 접촉식 러빙 방법은 섬유질과 고분자막이 마찰될 때 미세한 먼지나 정전기(electrostatic discharge: ESD)가 발생할 수 있으므로, 액정패널 제조시 심각한 문제점을 야기시킬 수 있다.
따라서, 상기 접촉식 러빙 방법의 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 새로운 방법의 비접촉식 배향막의 제조에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
비접촉식 배향막의 제조방법으로는 광배향법, 에너지빔 배향법, 증기증착 배향법 또는 리쏘그래피를 이용한 식각법 등이 있다. 이러한 방법들 중 가장 현실적인 방법으로 대두되는 것이, 감광성 고분자 박막에 선형 편광된 빛을 조사하여 비등방적 화학 반응을 일으키고, 이의 결과로 액정배향을 유도하는 광배향법이다.
광배향법은 반응 기작에 따라 광이성화법, 광중합법 및 광분해법 등으로 나뉠 수 있다. 이중 기존에 배향막으로 상용화된 폴리이미드 박막을 이용하는 광분해법이 크게 주목을 받고 있다.
광분해법으로 사용되는 폴리이미드는 일직선 형태의 고분자이다. 광분해법은 선형 편광된 빛과 일치하는 고분자 주쇄를 선택적으로 분해함으로써 액정배향을 유도하는 것으로, 폴리이미드가 광에 의해 분해되면 작은 단위의 분해 부산물이 필연적으로 생성된다.
이러한 분해 부산물은 실제 액정디스플레이를 제조하였을 때 배향 안정성, 신뢰성, 특히 잔상 측면에서 심각한 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 광분해법에 의해 나타나는 폴리이미드의 분해 부산물을 제거하여 배향 안정성을 도모하고, 신뢰성 및 잔상을 개선한 액정배향막이 요구되고 있다.
한편, 광분해법에 의한 광배향막이 적용된 액정표시장치의 경우, 폴리이미드(Polyimide) 자체의 막경도 저하에 의해, 은하수 (다수의 약휘점 무리 들) 현상이 발생할 수 있다.
폴리이미드의 막 경도가 저하되는 것을 개선하기 위한 방법으로는, 첨가제, 예를 들어 크로스링킹제(cross-linking agent)를 도입하여 사슬간 가교도를 높이는 방법, 분자량을 높여 기계적 강도를 높이는 방법, 초기 이미드화율 및 최종 이미드화율을 증가시키는 방법 또는 높은 단량체(monomer)를 적용하는 방법 등이 있다.
그러나, 폴리이미드(Polyimide)의 배향막 경도를 개선하는 방법 중, 특히, 첨가제를 이용한 경도 개선방법의 경우, 첨가제로 인해 액정 배향성에 영향을 주게 되고, 잔상 및 콘트라스트비(Contrast Ratio)가 저하된다.
이와 같이, 배향막 재료에 첨가제나 배향막의 조성 변경시에 배향막의 막 특성이 변화하게 됨으로써, 액정 배향의 틀어짐에 의한 콘트라스트비(Contrast Ratio) 및 배향막의 앵커링 에너지(anchoring energy) 변화에 의한 잔상 저하가 발생하게 된다.
이러한 관점에서, 광분해법을 이용한 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 제조방법에 대해 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 제조방법을 개략적으로 도시한 제조 공정 단면도들이다.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 제조방법에 있어서, 단차를 가진 컬럼 스페이서의 경사영역에서 발생하는 불량에 대해 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도면에 도시하지 않았지만, 칼라필터 어레이 제조공정이 진행된 기판(11) 상에 유기물질을 일정 두께로 도포하여 유기물질층(미도시)을 형성한 후, 컬럼 스페이서 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각 공정을 통해 상기 유기물질층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여, 도 1a에 도시된 바와 같이, 일정 두께의 컬럼 스페이서(13)를 형성한다.
그런 다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 컬럼 스페이서(13)를 포함한 기판(11) 전면에 수평 배향제를 포함한 배향액을 도포하여 배향막 (15)을 형성한다.
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 배향막(15)에 UV광을 조사하여 상기 배향막(15)에 포함된 폴리이미드가 광에 의해 분해되도록 함으로써, 상기 배향막(15)에 일정 방향으로 액정배향을 유도한다.
도 2의 "A"에 도시된 바와 같이, 컬럼 스페이서(13)의 측면(13a)에 위치하는 배향막 부분(15a)은 UV 노광 진행시에 전체적으로 분해가 일어난다. UV광에 의해 분해가 일어나면 작은 단위의 분해 부산물이 생성되게 된다.
광분해형 UV 폴리이미드의 경우, UV 노광에 의해 사슬(Chain)과 사슬(Chain) 사이의 결합에서 분리가 일어나며, 이러한 분리 현상은 폴리이미드막의 경도 저하가 주요 원인이 된다. 이때, 도 2의 "A"에서와 같이, 상대적으로 많은 힘을 받게 되고, 경도에 취약한 컬럼 스페이서(13)의 측면(13a)에 위치하는 배향막(15a)들이 떨어지게 되며, 결과적으로 블랙(Black) 화면상에서 휘점을 유발하게 되고, 이 휘점은 화질 저하의 원인이 된다.
즉, 광분해형 UV 폴리이미드의 경우, UV 노광에 의해 고분자 사슬이 분해가 일어나게 된다. 이때, 광분해에 의해 사슬이 끊어지게 되므로 인해 배향막의 경도 저하가 나타나며, 액정표시장치의 기계적 테스트(mechanical test)후 경도가 약한 부분에서 휘점이 발생하게 된다. 특히, 도 2의 "A"에 도시된 바와 같이, 단차부에서는 외부의 충격에 취약해서 이물 발생의 소스(source)로 작용하게 된다.
본 발명의 목적은 단차부 영역에 UV광의 차등 조사를 진행하여 액정표시장치의 배향막의 경도 및 도포 특성을 개선할 수 있는 배향막 형성방법 및 이를 적용한 액정표시장치 제조방법에 제공함에 있다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 단차 패턴이 있는 기판상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막 상측에 투과부와 반투과부를 구비한 마스크를 배치하여 상기 마스크의 반투과부를 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 대응되도록 위치시키는 단계; 및 상기 마스크를 통해 상기 경사영역위의 배향막과, 상기 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 위의 배향막에 광을 차등 조사하여 상기 배향막을 배향처리하는 단계;를 포함하는 배향막 형성방법을 제공할 수 있다.
이러한 액정표시장치의 배향막 제조방법에서, 상기 광을 차등 조사하는 단계는 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량을 상기 단차 패턴의 비경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량보다 작게 함으로써 상기 단차 패턴의 경사 영역에서의 배향막의 광분해 정도를 감소시킬 수 있다.
이러한 액정표시장치의 배향막 제조방법에서, 상기 배향막에 광을 차등 조사하기 전 단계에서, 상기 배향막을 건조 및 소성시키는 단계를 실시할 수 있다.
이러한 액정표시장치의 배향막 제조방법에서, 상기 배향막에 광을 차등 조사하는 단계 이후에, 기판을 세정하는 단계와 기판을 후소성하는 단계를 실시할 수 있다.
상기 단차 패턴은 컬럼 스페이서를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 제1 기판상에 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제1 배향막에 광을 조사하여 제1 배향막을 배향처리하는 단계; 제2 기판상에 단차 패턴을 형성하는 단계; 상기 단차 패턴을 포함한 제2 기판상에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막 상측에 투과부와 반투과부를 구비한 마스크를 배치하여 상기 마스크의 반투과부를 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 제2 배향막에 대응되도록 위치시키는 단계; 및 상기 마스크를 통해 상기 경사영역위의 제2 배향막과, 상기 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 위의 제2 배향막에 광을 차등 조사하여 상기 제2 배향막을 배향처리하는 단계;를 포함하는 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법을 제공할 수 있다.
이러한 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 광을 차등 조사하는 단계는 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량을 상기 단차 패턴의 비경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광량보다 작게 함으로써 상기 단차 패턴의 경사 영역에서의 배향막의 광분해 정도를 감소시킬 수 있다.
이러한 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 배향막에 광을 차등 조사하기 전 단계에서, 상기 배향막을 건조 및 소성시키는 단계를 실시할 수 있다.
이러한 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 배향막에 광을 차등 조사하는 단계 이후에, 기판을 세정하는 단계와 기판을 후소성하는 단계를 실시할 수 있다.
상기 단차 패턴은 컬럼 스페이서를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 배향막 형성방법 및 이를 적용한 액정표시장치 제조방법에 따르면, 배향막에 UV광의 차등 조사를 통해 단차영역인 컬럼 스페이서의 경사영역에서의 광분해를 감소시킴으로써 충격에 의한 이물 발생을 억제시킬 수 있다.
특히, 본 발명은, UV 광 조사시에, 컬럼 스페이서의 경사영역 위의 배향막에 광분해가 약 20 내지 50% 정도만 진행되도록 함으로써 배향막 경도가 상승하여 휘점 불량율을 낮출 수 있으며, 약 50% 이하 정도의 광분해율로 인해 일반 영역, 즉 컬럼 스페이서의 경사영역을 제외한 비경사영역에서의 액정 흐름의 영향으로 액정 배향에는 영향을 주지 않게 된다.
또한, 본 발명은 컬럼 스페이서와의 단차부 영역의 배향막에 UV광을 차등 조사하여 배향막 경도 및 도포 특성을 개선함으로써 액정표시장치의 기계적 (mechanical) 강도를 증가시킬 수 있다.
도 1a 내지 1c는 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법을 개략적으로 도시한 제조 공정 단면도들이다.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 배향막 형성방법에 있어서, 단차부를 가진 컬럼 스페이서의 경사영역에서 발생하는 불량에 대해 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배향막 형성 공정 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 5e 내지 5k는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 칼라필터 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 5l은 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판을 합착하는 공정을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, a, b 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 대해 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
광분해형 폴리이미드의 경우에 UV 노광에 의해 고분자 사슬이 분해가 일어나게 된다. 이러한 광분해에 의해 사슬이 끊어지게 되므로 인하여 배향막 경도가 저하되며, 액정표시장치의 기계적 테스트(mechanical test) 후 경도가 약한 부분에서 휘점이 발생하게 되었다. 특히, 단차부에서의 배향막에서는 충격에 취약해 이물 발생의 소스로 작용하게 되었다.
이에 본 발명의 발명자는, 단차부가 높게 형성되는 위치, 즉 칼라필터의 컬럼 스페이서 영역에서 UV광의 차등 조사를 진행함으로써 광분해 효과를 감소시켜 막 경도를 개선하는 방법을 제안하게 되었다.
도 3은 본 발명에 따른 배향막 형성 공정 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배향막 형성 공정은, 먼저 다수의 패턴들, 예를 들어 칼라필터 어레이의 구성 요소들인 블랙 매트릭스, 칼라필터 및 컬럼 스페이서 등이 형성된 기판상의 이물질을 제거하기 위해 기판을 세정하는 공정(S110)을 행한다. 이때, 상기 기판은 칼라필터 어레이가 형성된 기판 이외에 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 기판도 적용할 수 있다.
이어서, 상기 기판상에 배향막 원료액인 폴리이미드(Polyimide: PI)를 도포하여 배향막을 형성하는 공정(S120)을 거친다.
그런 다음, 상기 배향막 원료에 고온의 열을 가하여 용매를 건조시키는 배향막 건조 공정(S130)을 행한다. 이때, 배향막 건조 공정(S130)은 약 60 ∼ 150℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 50 ∼ 200초 동안 용매를 날리고 건조시킨다.
이어서, 건조된 배향막을 일정 온도하에서 경화시키는 배향막 소성 공정 (S140)을 행한다. 이때, 상기 배향막 소성 공정(S140)은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 배향막을 경화시킨다.
그 다음, 상기 배향막에 UV광을 차등 조사하는 공정(S150)을 행한다. 이때, 상기 UV광을 차등 조사하는 공정(S150)은 투과율이 다른 마스크를 사용하여 200 ∼ 450 nm 파장대의 UV광을 일정 시간, 예를 들어 3 ∼ 20분 동안 배향막에 차등 조사한다.
그리고, UV광의 차등 조사에 의해 광분해되어 생성되는 부산물들을 제거하기 위해 UV광이 차등 조사된 기판을 세정하는 공정(S160)을 행한다.
이어서, 기판을 세정한 이후에, 일정 온도하에서 기판을 경화시킨 후 소성 공정(S170)을 행함으로써 본 발명에 따른 배향막 형성공정을 완료한다.
이와 같은 공정 순으로 배향막을 형성하는 방법에 대해 도 4a 내지 4d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명에서는 단차를 가진 컬럼 스페이서를 포함한 기판 전면에 배향막을 형성하는 방법을 중심으로 설명하기로 한다. 또한, 상기 배향막으로는 광분해형 폴리이미드(polyimide)를 사용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 다수의 패턴들, 예를 들어 칼라필터 어레이 제조공정, 예를 들어 블랙 매트릭스와 칼라필터 및 오버코트층을 형성하는 공정을 진행한 기판(101)을 준비한다.
그 다음, 칼라필터 어레이 제조공정이 진행된 기판(101) 상에 유기물질을 일정 두께로 도포하여 유기물질층(미도시)을 형성한 후, 컬럼 스페이서 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각 공정을 통해 상기 유기물질층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여, 도 4a에 도시된 바와 같이, 일정 두께(d)를 가진 컬럼 스페이서(103)를 형성한다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 컬럼 스페이서(103)을 포함한 기판 (101) 전면에 배향막 원료액인 폴리이미드(Polyimide: PI)를 도포하여 배향막(105)을 형성한다. 이때, 상기 배향막 물질로서 폴리이미드 수지 이외에도 폴리아믹산 (polyamic acid), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아미드(polyamide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌 (polystylene), 폴리페닐네프탈라미드(polyphenylenephthalaimide), 폴리에스테르 (polyester), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethyl- methacrylate) 등이 있다.
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 배향막(105)에 고온의 열을 가하여 상기 배향막(105) 내의 용매를 건조시켜 제거한다. 이때, 상기 배향막(105) 의 건조 공정은 약 60 ∼ 150℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 50 ∼ 200초 동안 행할 수 있다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 건조된 배향막(105)을 일정 온도하에서 경화시킨다. 이때, 상기 배향막 소성 공정은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 배향막을 경화시킬 수 있다.
그 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 배향막(105) 상측에 투과부(107a)와 반투과부(107b)를 구비한 마스크(107)를 배치한다. 이때, 상기 마스크(107)로는 회절마스크인 슬릿(Slit) 마스크, 하프톤(Half-Tone) 마스크 또는 다른 회절 마스크를 적용할 수 있다.
상기 마스크(107)의 반투과부(107b)는 일정 두께(d) 만큼의 단차부를 가진 상기 컬럼 스페이서(103)의 측면부(103a), 즉 경사영역 위의 배향막(105) 부분에 대응하여 정렬되고, 투과부(107a)는 상기 컬럼 스페이서(103)의 경사영역(105a)을 제외한 컬럼 스페이서(103)의 비경사영역 및 기판(101)에 대응하여 정렬된다.
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(107)를 통해 상기 배향막 (105)에 200 ∼ 450 nm 파장대의 UV광을 일정 시간, 예를 들어 3 ∼ 20분 동안 조사하여 상기 배향막(105)을 배향처리한다. 이때, 상기 광분해용 배향막인 경우에, 상기 마스크(107)의 반투과부(107b)를 통해 상기 컬럼 스페이서(103)의 측면부 (103a), 즉 경사영역 위의 배향막(105)에 조사하는 UV 노광량은, 상기 투과부 (107a)를 통해 상기 컬럼 스페이서 (103)의 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역, 즉 컬럼 스페이서(103) 상면을 포함한 기판(101) 상에 조사하는 UV 노광량보다 작아지게 된다. 따라서, 상기 컬럼 스페이서(103)의 측면부 (103a) 위의 배향막 (105a)의 광분해는 기존에 비해 약 20∼50% 정도 낮추어지도록 한다.
따라서, 컬럼 스페이서(103)의 측면부(103a) 위의 배향막(105a) 부분에 조사하는 UV 노광량을 다른 영역에 조사하는 UV 노광량보다 작게 함으로써 상기 컬럼 스페이서(103)의 측면부(103a) 상의 배향막(105a)의 광분해 정도를 감소시킬 수 있다.
그 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이, UV광의 조사에 의해 광분해되어 생성되는 부산물들을 제거하기 위해 UV광이 차등 조사된 기판(101)을 세정한다.
이어서, 상기 기판을 세정한 이후에, 일정 온도하에서 기판을 경화시키는 후소성 공정을 진행함으로써 본 발명에 따른 배향막 형성공정을 완료한다. 이때, 상기 경화 공정은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 배향막 형성방법은, 배향막에 UV광의 차등 조사를 통해 단차영역인 컬럼 스페이서의 경사영역에서의 광분해를 감소시킴으로써 충격에 의한 이물 발생을 억제시킬 수 있다.
특히, 본 발명은, UV 광 조사시에, 컬럼 스페이서의 경사영역 위의 배향막에 광분해가 약 20 내지 50% 정도만 진행되도록 함으로써 배향막 경도가 상승하여 휘점 불량율을 낮출 수 있으며, 약 50% 이하 정도의 광분해율로 인해 일반 영역, 즉 컬럼 스페이서의 경사영역을 제외한 비경사영역에서의 액정 흐름의 영향으로 액정 배향에는 영향을 주지 않게 된다.
또한, 본 발명은 컬럼 스페이서의 단차부 영역의 배향막에 UV광을 차등 조사하여 배향막 경도 및 도포 특성을 개선함으로써 액정표시장치의 기계적 (mechanical) 강도를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 5a 내지 5d를 참조하여 배향막 형성공정을 이용한 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 5d는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명에서는 배향막으로 광분해형 폴리이미드(polyimide)를 사용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 어레이 기판(201) 상에 신호 지연의 방지를 위해 낮은 비저항을 가지는 저저항 금속을 증착한 후 포토 리쏘그라피 (photo lithography) 방법으로 패터닝하여, 게이트 배선(미도시) 및 상기 게이트 배선으로부 박막 트랜지스터의 게이트 전극(203)을 형성한다.
상기 저저항 금속으로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등을 사용한다.
상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(203)을 형성할 때, 상기 게이트 배선과 평행하는 공통배선(미도시) 및 상기 공통배선에서 분기되는 복수 개의 공통전극(205)을 동시에 형성한다.
계속하여, 상기 게이트 전극(203)을 포함한 기판 전면에 실리콘 질화물 (SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법 등으로 증착하여 게이트 절연막(207)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 절연막(207) 위에 비정질 실리콘 등의 물질을 증착하고, 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트 전극(203) 상부의 게이트 절연막 (207) 위에 섬(island) 모양으로 반도체층(209)을 형성한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 비정질 실리콘에 불순물 이온을 주입한 오믹 콘택층을 더 형성하여 패터닝할 수도 있다.
이어, 상기 반도체층(209)을 포함한 게이트 절연막(207) 상부의 기판 전면에 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄 (Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 금속을 증착한 후, 사진 식각기술을 이용하여 패터닝하여, 상기 게이트 배선(미도시)과 교차되어 화소영역을 정의하는 데이터 배선(미도시)을 형성하고, 상기 데이터 배선과 동시에 상기 반도체층(209) 양끝에 각각 배치되는 소스전극(213) 및 드레인 전극(215)을 형성한다.
이와 같이, 상기 게이트 전극(203), 게이트 절연막(207), 반도체층(209), 소스전극(213) 및 드레인 전극(215)은 박막 트랜지스터(T)를 이룬다.
그 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 배선(미도시), 소스전극 (213) 및 드레인 전극(215)을 포함한 기판 전면에 실리콘 질화막 또는 유기 절연막인 BCB(벤조씨클로부텐), 또는 포토아크릴(photo acryl)을 증착하여 보호막(217)을 형성한 후, 사진 식각기술을 이용하여 상기 보호막(217)을 패터닝하여 상기 드레인 전극(215)을 노출시키는 콘택홀(미도시)을 형성한다.
이어서, 상기 콘택홀(미도시)을 포함한 보호막(217) 상에 투명 도전물질인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 투명 도전막(미도시)을 증착하고, 이를 사진 식각기술을 이용하여 패터닝하여 상기 드레인 전극 (215)과 전기적으로 연결되고 상기 데이터 배선과 평행하면서 상기 공통전극(205) 사이에 위치하여 상기 공통전극(205)과 서로 교번되도록 복수의 화소전극(223)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(223)을 금속 물질로 형성할 경우, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 보호막(217)을 형성하기 전에 상기 데이터 배선과 동일 물질로 상기 데이터 배선과 동시에 형성할 수도 있다.
그 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(223)을 포함한 보호막 (217) 상에 배향막 원료액인 폴리이미드(Polyimide: PI)를 도포하여 제1 배향막 (225)을 형성한다. 이때, 상기 제1 배향막(225) 물질로서 폴리이미드 수지 이외에도 폴리아믹산 (polyamic acid), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아미드(polyamide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌 (polystylene), 폴리페닐네프탈라미드(polyphenylenephthalaimide), 폴리에스테르 (polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethyl -methacrylate) 등이 있다.
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1 배향막(225)에 고온의 열을 가하여 상기 제1 배향막(225) 내의 용매를 건조시킨다. 이때, 상기 제1 배향막 (225) 건조 공정은 약 60 ∼ 150℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 50 ∼ 200초 동안 행할 수 있다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 건조된 제1 배향막(225)을 일정 온도하에서 경화시킨다. 이때, 상기 제1 배향막의 소성 공정은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 배향막을 경화시킬 수 있다.
그 다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 배향막(225)에 200 ∼ 450 nm 파장대의 UV광을 일정 시간, 예를 들어 3 ∼ 20분 동안 조사하여 상기 제1 배향막 (225)을 배향처리함으로써 박막 트랜지스터 어레이 기판(201) 상에 본 발명에 따른 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조공정을 완료한다.
또 한편, 도 5e 내지 5k를 참조하여 배향막 형성공정을 이용한 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 있어서의 칼라필터 어레이 기판 제조방법에 대해 설명한다.
도 5e 내지 5k는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 칼라필터 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
본 발명에서는 광분해형 폴리이미드(polyimide)를 배향막으로 사용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 5e 내지 5k는 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 칼라필터 어레이 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도면에는 도시하지 않았지만, 유리와 같은 제2 기판(301) 상에 스퍼터링 등의 방법을 사용하여 Cr 또는 Cr 합금 등의 블랙층(미도시)을 단일 층 또는 다중 층으로 증착한다.
그런 다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 블래매트릭스 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각 공정을 통해 상기 블랙층(미도시)을 패터닝하여, 블랙 매트릭스(303)를 형성한다. 이러한 블랙 매트릭스(303)는 Cr 또는 Cr합금 등을 사용하지 않고 유기물질을 사용하여 형성할 수 있다. 즉, 예를 들어, 불투명한 유기물질인 블랙수지(Black resin)를 약 1.5μm의 두께로 도포한 다음 블랙 매트릭스 마스크를 사용한 사진 식각 공정을 통해 블랙 매트릭스를 형성할 수도 있다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 음의 감광성을 가지는 적색 칼라층(미도시)을 도포한 다음, 적색 칼라필터 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각 공정을 통해 상기 적색 칼라층을 패터닝하여, 도 5f에 도시된 바와 같이, 적색(R) 칼라필터(305)을 형성한다.
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 음의 감광성을 가지는 녹색 칼라층(미도시)을 도포한 다음, 녹색 칼라필터 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각공정을 통해 상기 녹색 칼라층을 패터닝하여 녹색(G) 칼라필터(미도시)을 형성한다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 음의 감광성을 가지는 청색 칼라층(미도시)을 도포한 다음, 청색 칼라필터 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각공정을 통해 상기 청색 칼라층을 패터닝하여 청색 칼라필터(미도시)을 형성한다.
이렇게 하여, 상기 제2 기판(301)의 블랙 매트릭스(303) 사이의 화소영역에 적색, 녹색, 청색 칼라필터를 형성한다. 도 5f에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 적색, 녹색, 청색 칼라필터를 하나의 칼라필터(305)로 통칭하여 기재하기로 한다.
그런 다음, 도 5g에 도시된 바와 같이, 칼라필터(305)를 형성한 후에, 제2 기판(301) 전면에 유기물질을 도포하여 오버코트층(307)을 형성한다. 예를 들어, 유기물질을 약 1.2 μm의 두께로 도포하여 오버코트층(307)을 형성한다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 오버코트층(307)을 형성한 후에, 제2 기판(301) 전면에 유기물질을 일정 두께로 도포하여 유기물질층(미도시)을 형성한 후, 컬럼 스페이서 형성용 마스크(미도시)를 사용한 사진 식각 공정을 통해 상기 유기물질층(미도시)을 패터닝하여, 도 5h에 도시된 바와 같이, 일정 두께(d), 예를 들어 약 4μm 정도 두께의 컬럼 스페이서(309)를 형성한다. 상기 컬럼 스페이서 (309)의 두께는 액정층의 두께에 따라 달라질 수 있다.
그런 다음, 도 5i에 도시된 바와 같이, 상기 컬럼 스페이서(309)을 포함한 제2 기판(301) 전면에 배향막 원료액인 폴리이미드(Polyimide: PI)를 도포하여 제2 배향막(311)을 형성한다. 이때, 상기 제2 배향막(311) 물질로는 폴리이미드 수지 이외에도 폴리아믹산(polyamic acid), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리비닐알콜 (polyvinyl alcohol), 폴리아미드(polyamide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌(polystylene), 폴리페닐네프탈라미드(polyphenylenephthalaimide), 폴리에스테르(polyester), 폴리우레탄 (polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate) 등이 있다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2 배향막(311)에 고온의 열을 가하여 상기 제2 배향막(311) 내의 용매를 건조시켜 제거한다. 이때, 상기 제2 배향막(311)의 건조 공정은 약 60 ∼ 150℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 50 ∼ 200초 동안 행할 수 있다.
그런 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 건조된 제2 배향막(311)을 일정 온도하에서 경화시킨다. 이때, 상기 제2 배향막(311)의 소성 공정은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 제2 배향막(311)을 경화시킬 수 있다.
이어서, 도 5j에 도시된 바와 같이, 상기 제2 배향막(311) 상측에 투과부 (315a)와 반투과부(315b)를 구비한 마스크(315)를 배치한다. 이때, 상기 마스크 (315)로는 회절마스크인 슬릿(Slit) 마스크, 하프톤(Half-Tone) 마스크 또는 다른 회절 마스크를 사용할 수 있다.
상기 마스크(315)의 반투과부(315b)는 일정 두께(d) 만큼의 단차부를 가진 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부, 즉 경사영역(309a) 위의 배향막(311a) 부분에 대응하여 정렬시키고, 투과부(315a)는 상기 컬럼 스페이서(309)의 경사영역(309a)을 제외한 컬럼 스페이서(309)의 비경사영역 전체 및 제2 기판(301)에 대응하여 정렬시킨다.
이어서, 도 5j에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(315)를 통해 상기 제2 배향막(311)에 200 ∼ 450 nm 파장대의 UV광을 일정 시간, 예를 들어 3 ∼ 20분 동안 차등 조사하여 상기 제2 배향막(311)을 배향처리한다. 이때, 상기 제2 배향막(311)이 광분해용 배향막인 경우에, 상기 마스크(315)의 반투과부(315b)를 통해 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부, 즉 경사영역(309a) 위의 배향막(311a)에 조사하는 UV 노광량은, 상기 투과부(315a)를 통해 상기 컬럼 스페이서(309)의 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 전체, 즉 컬럼 스페이서(309) 상면을 포함한 제2 기판(301) 상에 조사하는 UV 노광량보다 작게 된다. 특히, UV광의 차등 조사시에, 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부(309a) 위의 제2 배향막(311a)의 광분해는 기존에 비해 약 20∼50% 정도 낮추어지도록 한다.
따라서, 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부, 즉 경사영역(309a) 위의 제2 배향막(311a) 부분에 조사하는 UV 노광량을 다른 영역에 조사하는 UV 노광량보다 작게 함으로써 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부인 경사영역(309a) 상의 제2 배향막 (311a)의 광분해 정도를 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 컬럼 스페이서(309)의 측면부(309a) 상의 제2 배향막(311a)의 광분해가 기존에 비해 약 50% 정도를 가짐으로써, 배향막 경도가 기존에 비해 상승하게 되어 휘점 불량율을 낮출 수 있으며, 일반영역, 즉 컬럼 스페이서의 경사영역을 제외한 비경사영역에서의 액정 흐름의 영향으로 액정배향에는 영향을 주지 않게 된다.
그 다음, 도 5k에 도시된 바와 같이, UV광의 차등 조사에 의해 광분해되어 생성되는 부산물들을 제거하기 위해 UV광이 차등 조사된 제2 기판(301)을 세정한다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2 기판(301)을 세정한 이후에, 일정 온도하에서 기판을 경화시키는 후소성 공정을 진행함으로써 본 발명에 따른 컬러필터 어레이 제조공정을 완료한다. 이때, 상기 경화 공정은 약 80 ∼ 250℃ 정도의 온도하에서 일정 시간, 예를 들어 1000 ∼ 3000초 동안 행할 수 있다.
또 한편, 도 5l를 참조하여 배향막 형성공정을 이용한 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판을 합착하는 방법에 대해 설명한다.
도 5l은 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법에 있어서의 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라필터 어레이 기판을 합착하는 공정을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 5l에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 어레이 공정이 완료된 제1 기판(201)의 표시영역 상에 액정을 적하하거나 또는 액정주입 공정을 적용하여 액정층(351)을 형성한다. 그러나, 이때에는 공정 순서 및 방법이 바뀔 수 있다. 즉, 양 또는 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 제1 기판의 박막 트랜지스터 어레이에 마련된 표시영역 상에 적하할 수 있다.
그런 다음, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 제1 기판(201)의 표시영역 상에 액정을 적하할 때에 상기 제2 기판(301)의 칼라필터 어레이에 마련된 비표시영역 상에 쇼트 도포 및 실런트를 도포하거나, 또는 제2 기판(301)에 마련된 표시영역 상에 액정을 적하하고, 상기 제1 기판(201) 상에 마련된 비표시영역 상에 쇼트 도포 및 실런트를 도포할 수 있다.
즉, 제2 기판(301)의 칼라필터 어레이에 마련된 비표시영역에 은(Ag)과 같은 도전물질인 쇼트(미도시)를 도포한다. 이때, 쇼트 도포와 실런트 도포 공정은 순서를 바뀌어 행할 수 있다.
이어서, 액정이 적하된 제1 기판(201)과, 쇼트 및 실런트(미도시)가 도포된 제2 기판(301)을 합착한다.
그런 다음, 합착된 제1 기판(201)과 제2 기판(301)의 실런트(미도시)를 UV 경화 또는 열경화함으로써, 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조공정을 완료한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 배향막 형성방법을 적용한 액정표시장치 제조방법은, 배향막에 UV광의 차등 조사를 통해 단차영역인 컬럼 스페이서의 경사영역에서의 광분해를 감소시킴으로써 충격에 의한 이물 발생을 억제시킬 수 있다.
특히, 본 발명은, UV 광 조사시에, 컬럼 스페이서의 경사영역 위의 배향막에 광분해가 약 20 내지 50% 정도 진행되도록 함으로써 배향막 경도가 상승하여 휘점 불량율을 낮출 수 있으며, 약 50% 이하 정도의 광분해율로 인해 일반 영역, 즉 컬럼 스페이서의 경사영역을 제외한 비경사영역에서의 액정 흐름의 영향으로 액정 배향에는 영향을 주지 않게 된다.
또한, 본 발명은 컬럼 스페이서의 단차부 영역의 배향막에 UV광을 차등 조사하여 막 경도 및 도포 특성을 개선함으로써 액정표시장치의 기계적 (mechanical) 강도를 증가시킬 수 있다.
이상 도면을 참조하여 실시 예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
103: 컬럼 스페이서 103a: 경사영역
105: 배향막 107: 마스크
107a: 투과부 107b: 반투과부

Claims (6)

  1. 단차 패턴이 있는 기판상에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 배향막 상측에 투과부와 반투과부를 구비한 마스크를 배치하여 상기 마스크의 반투과부를 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 대응되도록 위치시키는 단계; 및
    상기 마스크를 통해 상기 경사영역위의 배향막과, 상기 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 위의 배향막에 광을 차등 조사하여 상기 배향막을 배향처리하는 단계;를 포함하는 배향막 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광을 차등 조사하는 단계는 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량을 상기 단차 패턴의 비경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광량보다 작은 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단차 패턴은 컬럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  4. 제1 기판상에 제1 배향막을 형성하는 단계;
    상기 제1 배향막에 광을 조사하여 제1 배향막을 배향처리하는 단계;
    상기 제1 기판상에 대향하는 제2 기판상에 단차 패턴을 형성하는 단계;
    상기 단차 패턴을 포함한 제2 기판상에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 배향막 상측에 투과부와 반투과부를 구비한 마스크를 배치하여 상기 마스크의 반투과부를 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 제2 배향막에 대응되도록 위치시키는 단계; 및
    상기 마스크를 통해 상기 경사영역위의 제2 배향막과, 상기 경사영역을 제외한 나머지 비경사영역 위의 제2 배향막에 광을 차등 조사하여 상기 제2 배향막을 배향처리하는 단계;를 포함하는 액정표시장치 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광을 차등 조사하는 단계는 상기 단차 패턴의 경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량을 상기 단차 패턴의 비경사영역 위의 배향막에 조사하는 노광 량보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 단차 패턴은 컬럼 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202133A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Young-Nam Yun Liquid crystal display apparatus and method of manufacturing the same
JP2007171464A (ja) 2005-12-21 2007-07-05 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
JP2008233615A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Sharp Corp 光学素子の製造方法
KR101186009B1 (ko) 2004-12-30 2012-09-25 엘지디스플레이 주식회사 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법 및 배향막 형성방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101097537B1 (ko) * 2004-10-12 2011-12-22 엘지디스플레이 주식회사 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법
KR20120044745A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 삼성모바일디스플레이주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202133A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Young-Nam Yun Liquid crystal display apparatus and method of manufacturing the same
KR101186009B1 (ko) 2004-12-30 2012-09-25 엘지디스플레이 주식회사 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법 및 배향막 형성방법
JP2007171464A (ja) 2005-12-21 2007-07-05 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
JP2008233615A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Sharp Corp 光学素子の製造方法

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