KR19980023046A - 강유전성 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강유전성 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 셀갭이 3㎛ 이하로 매우 작은 FLCD의 제조 단계에서 실패턴을 경화시키는 열처리 공정에서 FLCD가 탑재되는 핫플레이트의 스테이지에 열선을 구비하되, 상기 스테이지에는 상기 탑재되는 FLCD의 스트라이프형 블랙 매트릭스 부분과 대응되는 위치에 가열수단인 열선이 형성되어 있어, 실패턴 경화 후 온도를 상온까지 내리는 단계에서 상기의 열선을 이용하여 FLCD의 블랙 매트릭스 부분이 화소 부분에 비해 0.1∼3℃ 정도 온도가 높은 상태에서 상온까지 냉각되도록 하면 화소 부분의 액정이 먼저 이방성 상태로 상전이 되면서 액정 내부에 포함되어 있는 화소 부분의 결함이 블랙 매트리스 부분으로 결집되어 FLCD에서 발생되기 쉬운 지그재그 불량이나 헤어 핀 또는 라이트닝 불량 등이 화소 부분에서는 방지되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

강유전성 액정표시장치의 제조방법

본 발명은 강유전성 액정표시장치(Ferroelectric Liquid Crystal Display ; 이하 FLCD라 칭함)의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 액정의 반응 속도가 빠른 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal ; 이하 FLC라 칭함)을 사용하는 작은 셀갭을 갖는 FLCD에서 액정주입 및 밀봉 후에 핫플레이트에서 실시하는 실패턴 경화 공정시 상기 FLCD의 블랙 매트릭스 부분이 다른 부분 보다 높은 온도가 되도록 하여 결합이 이 부분으로 모이게 하여 화질을 양상시켜 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 FLCD의 제조방법에 관한 것이다.

평판표시장치(flat panel display)의 일종인 LCD의 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며, 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

종래 LCD에 관하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 투명 상·하측기판 상에 투명전극 패턴들을 형성하고, 상기 구조의 상·하측기판 상에 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 폴리이미드 재질의 배향막을 도포하고, 러빙하여 방향성을 갖도록 한다.

그다음 상기 상측 또는 하측기판 상에 실패턴을 형성하여 두 기판을 접합하고, 상기 상·하측기판 사이의 셀갭에 액정을 채워 밀봉한 후, 상기 상·하측기판에 각각 위상차판 및 편광판을 부착하여 LCD를 완성한다.

이러한 LCD는 사용되는 액정의 종류에 따라 티.엔(Twisted Nematic), 에스.티.엔(Super Twisted Nematic), 강유전성, 콜레스테릭 LCD 등으로 구분된다.

여기서 상기 FLC는 액정 분자가 영구쌍극자를 갖고 있어 자발 분극(spontaneous polarization)이 존재하는 액정으로서, 스메틱 C^*액정이라고 하는데, 액정 분자들의 반응속도가 1msec 이하로 매우 빠르고, 박막 트랜지스터 LCD에 비해 제조가 간단하여 주목받고 있다. 그러나 이러한 FLCD의 3㎛ 이하의 셀갭을 갖고 있어 셀 갭의 균일성을 유지하기가 어렵다.

도 1은 종래 기술에 따른 기술에 따른 FLCD의 실패턴 경화 공정을 설명하기 위한 개략도로서, 앞서와 같이 상·하측기판의 사이에 FLC이 실패턴에 의해 밀봉되어 있는 FLCD(10)를 형성하고, 상기의 FLCD(10)를 핫플레이트(20)의 스테이지(22)상에 탑재한 후, 그 윗면을 상부 스테이지(24)가 소정의 압력으로 누르도록 한다.

그다음 상기 스테이지(22)에 내장되어 있는 가열 수단으로 소정 온도, 예를들어 150℃ 정도의 온도까지 가열하여, 상기 실패턴을 경화시킨 후, 냉각하여 FLCD(10)를 완성한다.

상기와 같은 종래 기술에 따라 형성된 FLCD는 3㎛ 이하의 셀갭을 갖고 있어 셀갭의 균일성 유지가 소자의 화질에 많은 영향을 미치며, 미세한 셀갭의 불균일에도 지그재그 불량 등이 발생하는데, 공정 여유도 범위 내에서 셀갭을 균일하게 유지하기가 어려워 소자의 수율이 떨어지는 문제점이 있다.

더우기 FLC 특성상 액정 분자가 기판과 평행하게 배열되는 이상적인 북셀프 구조가 불안정하여 절곡점을 갖는 쉐브론 구조를 형성하게 되는데, 상기 쉐브론 구조의 절곡점 방향이 한 방향으로만 배열되도록 배향막으로 조절하는데, 상기 액정이나 배향막 등의 결함에 의해 상기 절곡점이 한 방향으로 배열되지 않아 서로 마주보는 라이트닝(lightening)이나 반발되어 있는 헤어핀(hair fin)등의 불량이 발생되어 화질이 저하되거나 심하면 불량 처리되어 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성이 떨어지는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실패턴 경화를 위한 공정시 FLCD의 화질을 저하시키는 결함을 FLCD의 블랙 매트리스 부분으로 집결시켜 화소 부분에서는 안정된 쉐브론 구조를 갖도록 하여 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 FLCD의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 강유전성 액정표시장치의 실패턴 경화 공정을 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강유전성 액정표시장치의 실패턴 경화 공정을 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : FLCD, 20 : 핫 플레이트, 22 : 스테이지, 24 : 상부 스테이지, 25 : 열선

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 FLCD 제조 방법의 특징은, 투명전극 패턴과 배향막이 형성되어 있는 상·하측기판을 실패턴으로 접합시키고, 셀갭에 액정을 밀봉하여 FLCD를 구성하는 공정과, 상기 FLCD의 블랙 매트릭스와 대응되는 부분에 가열수단을 구비하는 핫플레이트의 스테이지 상에 FLCD를 탑재하되, 상기 가열 수단과 FLCD의 블랙 매트릭스가 일치하도록 탑재하는 공정과, 상기 FLCD를 상부 스테이지로 누르는 공정과, 상기 핫플레이트의 온도를 상승시켜 FLCD의 실패턴을 경화시키는 공정과, 상기 핫플레이트의 온도를 내리되, 스테이지 가열수단으로 FLCD의 블랙매트릭스 분분이 다른 부분 보다 소정의 온도만큼 높은 상태에서 FLCD를 냉각시켜 FLCD 내부의 결함을 블랙 매트릭스 부분으로 결집시키는 공정을 구비함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2은 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법을 설명하기 위한 개략도로서, 실패턴 경화 공정시의 핫플레이트에서 스테이지와 FLCD를 도시한 예이다.

먼저, FLCD(10)를 통상의 투명 재질, 예를들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 등으로된 상·하측기판(도시되지 않음) 상에 ITO나 SnO₂로된 투명 투명전극 패턴(도시되지 않음)들을 형성하고, 실패턴으로 접합한 후, FLCD를 주입하고 밀봉한다. 이때 상기 FLCD(10)의 블랙 매트릭스(도시되지 않음)가 일직선인 스트라이프형으로 형성되어있는 예이다. 이는 스트라이프 형이 후에 언급되는 가열수단과의 정렬이 용이하기 때문이나, 다른 형일 경우에는 그에 대응되는 형상으로 가열수단을 배치하면 된다.

그다음 상기의 FLCD(10)를 가열수단인 열선(25)을 구비하는 핫플레이트(20)의 스테이지(22)상에 탑재하되, 상기 FLCD(10)의 스트라이프형 블랙 매트리스가 상기 열선(25)과 일치하도록 탑재한다. 여기서 상기 열선(25)은 블랙 매트릭스의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 상기 열선(25)은 핫플레이트(20)의 전원과는 별도의 전원을 구비하여야 한다.

그후, 상기 스테이지(22)의 상측에 위치하는 상부 스테이지(도시되지 않음)로 상기 FLCD(21)를 소정의 압력, 예를들어 상기 실패턴이 터지지 않고 적당한 압력을 받아 셀갭이 균일하게 유지되는 정도의 압력으로 누르고, 상기 핫플레이트(20)의 온도를 실패턴이 경화되는 온도, 예를들어 100∼300℃ 정도의 온도까지 상승시켜 FLC를 밀봉하는 실패턴을 경화시킨 후, 온도를 상온까지 내리되, 상기 열선(25)에 전압을 인가하여 다른 부분 보다 소정 온도, 예를 들어 0.1∼3℃ 정도 높게 유지시킨 상태에서 온도를 내리면 FLC내의 화소 부분이 먼저 온도가 내려가 그 부분이 먼저 굴절율 이방성을 갖는 상으로 변이되고 그 부분의 결함들이 FLCD(10)의 블랙 매트릭스 부분으로 결집되어져 화수 부분에 결함이 적은 FLCD(10)가 형성된다.

상기에서는 가열수단으로서 열선(25)을 사용하였으나, FLCD(10)의 블랙 매트릭스 부분의 온도가 다른 화소 부분에 비해 소정의 온도만큼만 높일 수 있는 수단, 예를들어 화소 부분에 홈이 형성되어 있어 블랙 매트릭스 부분이 튀어나온 단차가 지는 구조 등으로 형성할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법은 셀갭이 3㎛ 이하로 매우 작은 FLCD의 제조 단계에서 실패턴을 경화시키는 열처리 공정에 서 FLCD가 탑재되는 핫플레이트의 스테이지에 열선을 구비하되, 상기 스테이지에는 상기 탑재되는 FLCD의 스트라이프형 블랙 매트릭스 부분과 대응되는 위치에 가열수단인 열선이 형성되어 있어, 실패턴 경화 후 온도를 상온까지 내리는 단계에서 상기의 열선을 이용하여 FLCD의 블랙 매트릭스 부분이 화소 부분에 비해 0.1∼3℃ 정도 온도가 높은 상태에서 상온까지 냉각되도록 하면 화소 부분의 액정이 먼저 이방성 상태로 상전이 되면서 액정 내부에 포함되어 있는 화소 부분의 결함이 블랙 매트릭스 부분으로 결집되어 FLCD에서 발생되기 쉬운 지그재그 불량이나 헤어핀 또는 라이트닝 불량 등이 화소 부분에서 방지되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 투명전극 패턴과 배향막이 형성되어 있는 상·하측기판을 실패턴을로 접합시키고, 셀갭에 액정을 밀봉하여 FLCD를 구성하는 공정과, 상기 FLCD의 블랙 매트릭스와 대응되는 부분에 가열수단을 구비하는 핫플레이트의 스테이지 상에 FLCD를 탑재하되, 상기 가열수단과 FLCD의 블랙 매트릭스가 일치하도록 탑재하는 공정과, 상기 FLCD를 상부 스테이지로 누르는 공정과, 상기 핫플레이트의 온도를 상승시켜 FLCD의 실패턴을 경화시키는 공정과, 상기핫플레이트의 온도를 내리되, 스테이지의 가열수단으로 FLCD의 블랙 매트릭스 부분이 다른 부분 보다 소정의 온도만큼 높은 상태에서 FLCD를 냉각시켜 FLCD 내부의 결함을 블랙 매트릭스 부분으로 결집시키는 공정을 구비하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 상·하측기판이 유리 석영 또는 플라스틱 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로하는 강유전성 액정 표시장치의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 투명전극이 ITO 또는 SnO₂로 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 FLCD의 블랙 매트릭스들이 가열수단과의 정렬이 용이한 스트라이프 형인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 가열수단이 열선인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 실패턴 경화 공정을 100∼300℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 온도를 낮추는 공정시 블랙 매트릭스 부분이 화소 부분에 비해 0.1∼3℃ 높은 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정표시장치의 제조방법.