KR19990036927A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는, 액정; 상기 액정이 그 사이에 삽입되고, 상기 액정에 표시를 위한 전계가 인가되도록 대향 배치된 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 고정가능하게 배치된 스페이서; 및 상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 상기 액정과 접촉하도록 배치된 배향막 재료를 포함하며, 상기 배향막 재료는 광조사에 의해 배향되는 특성을 갖는다. 그 결과, 대화면화가 진행되어도, 셀 갭이 균일하고, 배향막의 오염 및 손상이 발생하지 않으며, 러빙에 의한 배향 불균일이 발생하지 않는 뛰어난 표시 품질의 액정 표시 장치를 제공한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법
본 발명은, AV(Audio-Visual) 기기나 OA(Office Automation) 기기의 표시 장치로서 사용되는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치는, 전극을 갖는 한쌍의 유리 기판을 대향시켜, 상기 2개의 기판 주위를 액정 주입구를 제외하고 밀봉재로 접착 고정한 후, 그 사이에 액정을 주입시켜, 액정 주입구를 밀봉재에 의해 밀봉한 구성으로 되어 있다. 상기 2개의 기판 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해, 입자의 직경이 균일한 플라스틱 비드(beads) 등을 스페이서로서 기판 사이에 산재시키고 있다.
액정 표시 장치의 표기 방식으로서는, 예컨대, TN (Twisted Nematic)형, STN (Super Twisted Nematic)형, GH (Guest Host)형, ECB (Electrically Controlled Birefringence)형 또는 FLC (Ferroelectric Liquid Crystal)형 등이 사용된다.
액정 표시 장치의 구동 방식으로서는, 단순 매트릭스 구동방식이나 액티브 매트릭스 구동 방식이 사용된다. 단순 매트릭스형의 액정 표시 장치는, 밴드형으로 횡(Y) 방향으로 패터닝된 Y 전극을 갖는 제 1 기판과, 밴드형으로 종(X) 방향으로 패터닝된 X 전극을 갖는 제 2 기판을, Y 전극과 X 전극이 거의 직교하도록 대향 배치하여, 그 사이에 액정을 주입한 구성으로 되어있다. 칼라 표시를 하는 경우에는, 하나 기판에 R, G, B의 칼라 필터가 설치된다.
액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치는, (a) 아모르퍼스 실리콘(a-Si)을 반도체층으로 한 박막 트랜지스터(TFTs) 등의 능동 소자, 그것에 접속된 화소 전극과 신호선 전극 및 게이트 전극이 형성된 액티브 매트릭스 기판과, (b) 그것에 대향 설치된 대향 전극을 갖는 대향 기판 사이에 액정을 삽입한 구성으로 되어있다. 칼라 표시를 하는 경우에는, 대향 기판에 R, G, B의 칼라 필터가 설치된다. 이들 종래의 일반적인 액정 표시 장치에 관해서는, 액정 디바이스 핸드북(일간 공업 신문사)이나 액정 디스플레이 기술(산업 도서) 등에 상세히 기재되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 정보화 시대로의 이행에 따라, 예컨대 AV 기기용 텔레비젼이나 OA 기기용 모니터 등에 사용되는 표시 장치에서는, 고선명화 및 화면의 대형화가 요구되어 왔고, 그에 따른 CRT 디스플레이, 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이, EL 디스플레이 및 LED 디스플레이 등의 여러 가지 표시 장치에 대한 대화면의 개발 및 실용화가 진행되고 있다.
또한, 대화면화에 따라 중량, 치수 및 소비 전력의 증가가 예상되므로, 보다 가볍고 얇으며 전력 소비가 적은 표시 장치가 요구되고 있다. 액정 표시 장치는, 다른 표시 장치와 비교하여 깊이 방향의 치수(두께)를 현저히 얇게 할 수 있어, 경량화로 인해 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있고, 소비 전력도 작으므로 상기 요구를 충족시킬 수 있다. 또한, 풀 칼라(full-color) 화상을 용이하게 얻을 수 있으므로, 대형 모니터나 벽걸이 표시 장치 등의 대화면 표시 장치에 적합하고, 다른 표시 장치보다 대화면화에 대한 기대가 커지고 있다.
예컨대, 일본국 공개 실용신안 공보 제 85-191029 호 및 일본국 공개 특허 공보 제 96-184849 호에는, 액정 표시 장치를 구성하는 한쌍의 기판들 중 하나의 기판을 상호 접속된 복수매의 소형 기판으로 구성하여 대화면을 실현하는 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 또한, 일본국 공개 특허 공보 제 96-122769 호에는, 복수의 액정 패널을 봉합선이 눈에 띄지 않도록 접속하여 대화면을 실현하는 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래의 액정 표시 장치는, 한쌍의 기판 사이의 거리를 일정히 유지하기 위한 스페이서가 건식 또는 습식 살포법에 의해 기판상에 산재되어 배치되므로, 표시 영역 전체면에 대한 스페이서의 밀도를 일정하게 유지하는 것이 기술적으로 어렵고, 밀도의 격차에 의해 셀갭(cell gap)(d)(한쌍의 기판 사이의 간격)이 불균일하게 되는 문제가 있다.
또한, 스페이서는 기판상에 산재되어 있을 뿐이고 접착 고정되어 있지 않으므로, 액정 패널에 외압이 가해지는 경우, 상기 스페이서가 이동하여 스페이서 밀도에 격차가 발생하고, 그 결과 셀갭(d)이 변화하는 문제가 있다.
또한, 액정에 의한 표시의 색조는 액정층의 두께와 밀접히 관련되어 있으므로, 표시 영역내의 셀갭(d)의 변화로 인해 표시 불균일이 발생하여 표시 품질이 저하된다는 문제점을 갖고 있다. 특히, 최근의 대화면에 대한 요구에 대응하여 액정 표시 장치가 대화면화됨에 따라, 액정 패널을 구성하는 유리 기판의 자중(dead weight)에 의한 처짐이나 진동의 영향을 받기 쉽게 되고, 즉, 외압에 의한 악영향을 받기 쉽게 되어, 셀갭(d)의 불균일이 발생할 가능성이 더욱 높아진다. 그 결과, 표시 품질이 더욱 열화한다는 문제점을 갖고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 포토리소그라피 기술에 의해 스페이서를 형성하는 방법이, 예컨대 일본국 공개 특허 공보 제 86-173221 호 및 일본국 공개 특허 공보 제 90-223922 호에 개시되어 있다. 상기 방법에서는, 특히, 배향막에 배향 처리를 실행한 후, 감광성 폴리이미드 또는 포토레지스트를 도포하고 마스크를 통해 노출하여, 유효 화소 영역 이외의 영역에 폴리이미드의 스페이서를 고정시켜 형성한다.
그러나, 상기 방법에서는, 러빙법에 의해 배향 처리를 행한 배향막상에 감광성 폴리이미드 또는 포토레지스트(스페이서 재료)가 직접 도포된다. 따라서, 노출 후에는 용제(solvent)를 사용하여 불필요한 부분을 제거하기 위한 에칭 처리 등을 실행할 필요가 있다.
여기에 사용되는 용제는, 고분자막(배향막 재료)을 팽창시키고, 배향 효과를 갖는 분자 구조의 일부를 자유롭게 한다. 따라서, 러빙에 의해 형성된 분자 사이의 상호 작용에 근거하는 균일한 방향으로의 액정 배향 능력이 저하되는 것을 피할 수 없다. 즉, 용제에 의해, 액정의 배향막 재료의 배향 상태가 현저히 오염 및 손상되어, 액정 패널내에 주입된 액정의 배향이 불균일해진다.
한편, 일본국 공개 특허 공보 제 94-175133 호에서는, 배향처리가 행해지지 않은 배향막 재료상에 감광성 폴리이미드 또는 포토레지스트를 도포하여, 마스크를 통한 노출 및 에칭에 의해 유효 화소 영역 이외의 영역에 폴리이미드의 스페이서를 형성한 후, 노출되어 있는 배향막 재료에 러빙법에 의해 배향 처리를 행함으로써, 상기 용제 및 에칭 처리에 의한 배향 상태의 오염 및 손상을 방지할 수 있다. 그러나, 주상의 스페이서가 형성된 후에 러빙에 의한 배향 처리를 행하므로, 주상의 각 스페이서를 기점으로 한 배향 불균일이 발생하는 경우가 있다. 이것은, 러빙 처리에 있어서, 기판상에 형성된 스페이서의 높이 및 형태, 러빙 방향, 러빙 롤의 지름, 회전 속도 및 회전 방향, 러빙천의 털의 재질, 털의 길이 및 식모 밀도, 및 기판의 전송 속도 등의 여러 가지 조건의 차이에 의해 각 스페이서의 주변부와 다른 부분 사이의 러빙 상태에 미묘한 차이가 발생하기 때문이다. 이때문에, 스페이서를 기점으로 하는 배향 불균일이 표시 화소 영역에 영향을 미치지 않도록, 주상 스페이서의 위치를 제한해야 할 필요가 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 액정 표시 장치의 대화면화가 진행되어도, 셀갭이 균일하고, 배향막의 오염 및 손상이 발생하지 않으며, 러빙에 의한 배향 불균일이 발생하지 않는 뛰어난 표시 성능을 갖는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는: 액정; 상기액정이 그 사이에 삽입되고, 표시를 위한 전계가 상기 액정에 인가되도록 대향 배치된 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 고정되어 배치된 스페이서; 및 상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 상기 액정과 접촉하도록 배치된 배향막 재료를 포함하며, 상기 배향막 재료는 광조사에 의해 배향되는 특성을 나타낸다.
상기 구성에 의하면, 서로 대향하는 한쌍의 기판 사이에 액정이 삽입되어 있고, 상기 한쌍의 기판 사이에 스페이서가 고정되어 형성되어 있다. 상기 스페이서는 예컨대 포토리소그라피 기술 등에 의해 형성되어 있으므로, 스페이서를 상기 한쌍의 기판 사이의 임의의 위치에 임의의 밀도로 배치할 수 있다.
그 결과, 스페이서를 한쌍의 기판 사이에 균일하게 분포시킬 수 있으므로, 기판 사이에 액정을 주입한 경우, 상기 한쌍의 기판 사이의 액정 셀갭을 균일하게 할 수 있다.
또한, 스페이서가 상기 한쌍의 기판 사이에 고정되어 배치되어 있으므로, 외압의 영향으로 스페이서가 각 기판 사이를 이동하는 것도 방지할 수 있다.
또한, 상기 구성에서, 배향막 재료는 광조사에 의해 배향되는 특성을 갖기 때문에, 액정분자를 배향시키기 위한 배향막 재료의 처리로서, 종래의 러빙법에 의한 처리 대신, 광조사에 의한 배향 처리를 실행할 수 있다. 광조사에 의한 배향 처리는 배향막 재료와 접촉하지 않고 배향 처리를 실행할 수 있기 때문에, 스페이서가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 용이하게 배향 처리를 균일하게 행할 수 있다.
따라서, 상기 구성에서는, 종래의 러빙법과 달리, 스페이서를 기점으로 하는 배향 불균일이 발생하지 않는다. 또한, 배향 처리 전에 스페이서 재료를 패터닝 할 수 있으므로, 종래의 예와 달리, 배향 처리 후의 배향막이 용제 등에 의해 오염되지 않고, 액정 배향 능력이 저하되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은: 액정이 삽입되어 있는 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 배향막 재료를 도포하는 단계; 상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 스페이서 재료를 도포하는 단계; 상기 스페이서 재료를 패터닝하는 단계; 및 상기 도포된 배향막 재료에 대해 광배향법(photo-aligning method)에 의한 배향 처리를 실행하는 공정을 포함한다.
상기 방법에 의하면, 배향막 재료와 접촉하지 않고 광배향법에 의해 배향 처리를 실행할 수 있으므로, 스페이서가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 용이하게 배향 처리를 균일하게 실행할 수 있다. 따라서, 종래의 러빙법과 달리, 스페이서를 기점으로 하는 배향 불균일이 발생하지 않는다. 또한, 배향 처리 전에 스페이서 재료를 패터닝할 수 있으므로, 배향 처리 후의 배향막이 패터닝에 사용된 용제 등에 의해 오염되지 않고, 종래의 예와 달리, 액정 배향 능력이 저하되지 않는다. 또한, 스페이서 재료의 패터닝 전 또는 후에 배향막 재료의 도포가 가능하므로, 제조 공정의 순서를 필요에 따라 유연하게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 A - A' 선의 단면도이다.
도 3은 실시예 1의 액정 표시 장치의 기판상에 배향막 및 스페이서를 형성하는 단계들을 나타낸 플로우챠트이다.
도 4는 실시예 1의 액정 표시 장치의 기판상에 배향막 및 스페이서를 형성하는 단계들을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1의 액정 표시 장치의 스페이서를 패터닝하는 예를 나타낸 평면도이다.
도 6은 배향막 재료로서 사용한 폴리이미드의 광분해 메카니즘을 나타낸 설명도이다.
도 7은 다른 배향막 재료로서 사용한 PVCi 막의 광이합체화(photodimerization) 반응을 나타낸 설명도이다.
도 8은 본 발명에 의한 실시예 2의 액정 표시 장치의 기판상에 배향막 및 스페이서를 형성하는 공정을 나타낸 플로우챠트이다.
도 9는 실시예 2의 액정 표시 장치의 기판상에 배향막 및 스페이서를 형성하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 11은 도 10의 액정 표시 장치의 B-B' 선의 단면도이다.
도 12(a)는 실시예 3의 액정 표시 장치의 스페이서의 패턴예를 나타낸 평면도이다.
도 12(b)는 실시예 3의 액정 표시 장치의 스페이서의 패턴예를 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 4에 의한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 14는 도 13의 액정 표시 장치의 C-C' 선의 단면도이다.
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 일예를 나타낸 평면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 나타낸 액정 표시 장치의 A-A'선의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에서의 액정 표시 장치는 한쌍의 기판들 사이, 즉 (i) 칼라 필터(4)가 제공된 칼라 필터 기판(이하 CF 기판이라 한다)(1) 및 (ii) 능동 소자로서 TFT(Thin Film Transistor)가 제공된 TFT 기판(2) 사이의 틈에 액정(3)이 봉입된 액티브매트릭스형 액정 표시 장치이다.
TFT 기판(2)상에는, 반도체막 가공 프로세스에 의해 형성되는 TFT소자, 절연막, 매트릭스전극 및 화소전극등이 제공된다(모두 도시되지 않음).
또한, CF 기판(1)상에는, R(Red), G(Green), B(Blue)의 칼라 필터(4), 블랙매트릭스(이하 BM이라 한다)(5) 및 공통전극(도시되지 않음)등이 형성되어 있다.
이들 CF 기판(1) 및 TFT 기판(2)중 적어도 하나의 기판상에는, 후술하는 재료 및 공정으로 제조되는 배향막(6)과 스페이서(7)가 형성되어 있다. 또한, CF 기판(1) 및 TFT 기판(2)의 외측 표면에는, 각각 편광판(8)이 설치되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 표시장치로서 필요한 백라이트와 구동회로는 생략되어 있다.
또한, 배향막 재료(6a)와 스페이서(7)의 구성을 제외하면, 본 발명의 액정 표시 장치는 일반적인 액티브매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 구성을 갖고 있고, 이들 일반적인 액정 표시 장치의 상세한 내용은 액정 장치 핸드북(일간 공업 신문사에서 발행됨), 액정 디스플레이 기술(산업 도서에서 발행됨) 및 다른 출판물등에 자세히 기재되어 있기 때문에, 여기서의 상세한 설명을 생략한다.
다음, 본 발명의 액정 표시 장치에 사용되는 배향막(6)과 스페이서(7)에 대해 설명한다. 도 3은 기판상에 배향막(6) 및 스페이서(7)를 형성하는 순서를 나타낸 플로우 챠트, 및 도 4는 기판상에 배향막(6) 및 스페이서(7)를 형성하는 공정을 나타낸 공정도이다.
먼저, 종래 기술에 의해 전극, 능동 소자, 및 칼라 필터등이 형성된 CF 기판(1) 및 TFT 기판(2)의 기판 표면상에, 배향막 재료(6a)를 인쇄법 또는 스피너법으로 도포하여 형성한다. 구체적으로는, 배향막 재료(6a)의 재료로서 폴리이미드가 사용되고, 0.05∼0.15μm의 두께로 폴리이미드를 도포한후, 180∼250°C에서 1시간 정도의 소성을 한다. 상기 배향막 재료(6a)는 광, 예컨대 직선 편광의 조사에 의해 배향막 재료(6a)에 접촉된 액정을 배향시키는 특성을 갖는다.
다음, 상기 배향막재료(6a)가 도포된 CF 기판(1)과 TFT 기판(2)중 적어도 하나, 예컨대 본 실시예 1에서는 CF 기판(1)상에, 스페이서 재료(7a)를 도포한다. 스페이서 재료(7a)로는 감광성 레지스트를 사용하며, 인쇄법 또는 스피너법 등에 의해 4∼5μm의 두께로 상기 레지스트를 도포하여, 고온 판상에서 90℃로 5분 정도 프리 베이킹한다.
다음, 상기 스페이서 재료(7a)를 포토마스크를 통해 파장 365 nm의 자외선으로 약 200mJ/cm2의 강도로 노광을 한후, 현상액으로 현상하여, 스페이서 재료(7a)를 패터닝한다. 현상액으로는, 알칼리 이온에 의한 배향막 재료(6a)의 오염을 고려하여, 유기 알칼리 현상액을 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 스페이서(7)가 패터닝된 예를 나타낸 도면이다. 상기 스페이서(7)는 상기 BM(5) 영역에 제공된다. 즉, 유효 화소 이외의 영역에 섬 또는 스트라이프 형상으로 형성된다. 또한, 스페이서(7)가 제공된 CF 기판(1)은 현상후에 현상액을 순수한 물로 충분히 씻어 내어 제거한 후, 상기 스페이서(7)가 제공된 CF 기판(1)을 건조시킨다. 필요하다면 180℃의 온도로 1시간 정도의 포스트 베이킹이 실시될 수 있다.
다음, CF 기판(1)과 TFT 기판(2)상의 배향막 재료(6a)에는 Xe램프를 이용하여 파장 254nm의 직선 편광 자외선을 약 1∼2J/cm2의 강도로 조사한다. 이 경우, 자외선의 입사각도(CF 기판(1)과 TFT 기판(2)의 표면에 대한 법선방향에서의 각도)를 70∼80°로 설정함에 의해, CF 기판(1)과 TFT 기판(2)의 배향막 재료(6a)에서 약 1°의 프리틸트각으로 액정분자를 배향시키기 위한 배향 규제력이 얻어진다.
일반적으로, 폴리이미드의 분자 구조는 도 6에 도시된 바와 같이, 자외선 조사 이전에는 폴리이미드쇄가 랜덤하게 배향되어 있지만, 편광 자외선을 조사하면, 자외선의 편광 방향과 동일한 방향으로 배향하는 폴리이미드쇄가 분해되어, 상기 배향막 재료(6a)에 액정분자를 배향시키기 위한 배향 규제력을 제공하는 것으로 알려져 있다. 예컨대, "소셔티 인포메이션 디스플레이 96 DIGEST. p 654 (1996)", "소셔티 인포메이션 디스플레이 96 DIGEST. p 642 (1996)", "O 플러스 E. No. 207. p 81 (1997)"등에 광조사에 의해 폴리이미드에 배향 규제력을 제공하는 방법이 기재되어 있기 때문에, 여기서는 그의 상세한 설명을 생략한다.
다음, (i) 배향막(6)과 스페이서(7)가 형성된 CF 기판(1) 및 (ii) 배향막(6)이 형성된 TFT 기판(2)을 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸도록 제공된 밀봉부(9)에 의해 서로 접합하고, CF 기판(1)과 TFT 기판(2) 사이에 액정을 주입하여, 액정 표시 장치를 완성한다.
또한, 도 4의 공정에서는, 배향막 재료(6a)와 스페이서 재료(7a)가 적층된 상태로 스페이서 재료(7a)가 패터닝(노광 및 현상)된다. 이때 사용되는 배향막 재료(6a)와 스페이서 재료(7a)는 광(자외선)에 반응하는 재료로 제조된다. 이로써 상부 층의 스페이서 재료(7a)의 노광에 사용되는 자외선 조사에 의해 하부 층의 배향막 재료(6a)가 악영향을 받게 될 가능성이 증가한다.
그러나, 본 실시예 1에서는, (I) 배향막 재료(6a)와 스페이서 재료(7a)의 감도파장이 각각 365 nm 및 254 nm으로 상이하고, (II) 요구되는 노광량이 각각 약 200mJ/cm2및 약 1∼2J/cm2으로 상이하기 때문에, 상부 층의 스페이서 재료(7a)의 노광시에, 하부 층의 배향막 재료(6a)가 광조사의 영향을 받지 않는 것을 발견하였다. 즉, 상부 층의 스페이서 재료(7a)의 감도파장(λ1)과 하부 층의 배향막 재료(6a)의 감도파장(λ2)가 λ1 ≠λ2의 관계를 만족하거나 또는 상부 층의 스페이서재료(7a)의 패터닝에 요구되는 노광량(P1)과 배향막 재료(6a)의 배향 처리에 요구되는 노광량(P2)이 P1<P2, 더 바람직하게는, 2×P1<P2의 관계를 만족하도록 설정한다.
상기한 방식으로 제조된 액정 표시 장치에서는, 스페이서(7)가, 예컨대 포토리소그라피기술에 의해 형성되기 때문에, 임의의 위치에, 임의의 밀도로 스페이서(7)를 배치할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치가 대형인 경우라도, 액정(3)을 주입할 때 액정 셀갭(W)을 균일하게 할 수 있다. 또한, 스페이서(7)가 CF 기판(1)과 TFT 기판(2)중 적어도 하나의 기판에 고정되므로, 외적 압력의 영향에 의해 스페이서(7)가 이동하지 않는다.
또한, 액정분자를 배향시키기 위한 배향막 재료(6a)가 광조사에 의해 배향되므로, 본 실시예의 액정 표시 장치에서는, 상기 배향막재료(6a)의 처리로서, 종래의 러빙법에 의한 처리 대신에, 광조사에 의한 배향 처리가 실행될 수 있다. 광조사에 의한 배향처리는, 배향막 재료(6a)에 접촉하지 않고 배향처리를 실행할 수 있기 때문에, 스페이서(7)가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 균일하고 용이하게 배향처리가 실행될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 종래의 러빙법과 다르게, 스페이서(7)를 기점으로 하는 배향 불균일이 발생되지 않는다. 또한, 본 발명에서는, 상기한 바와 같이, 배향 처리전에 스페이서 재료(7a)가 패터닝될 수 있기 때문에, 종래의 경우와 다르게, 배향처리후의 배향막이 용제등에 오염되지 않고, 따라서 액정 배향 능력이 저하되지 않는다.
한편, 본 발명에 사용되는 배향막 재료(6a)로는, 상기 폴리이미드 재료로 한정되는 것이 아니라, 예컨대 "소셔티 인포메이션 디스플레이 95 DIGEST. p. 877 (1995)"등에 기재되어 있는 PVCi(폴리비닐 신나메이트)막을 사용할 수 있다.
PVCi 막은, 도 7에 도시된 바와같이, 편광된 자외선광을 조사하면, PVCi 분자중에서, 측쇄가 복사광의 편광방향과 평행한 분자만이 광이합체화 반응을 나타내며, 상기 복사광의 편광방향과 수직방향으로 미반응 측쇄가 잔존하며, 상기 미반응 측쇄의 방향으로 굴절율이 큰 축이 남게 된다.
일반적으로, 액정분자는 광학적 이방성을 가진 배향막 재료(6a)의 굴절율이 큰 축방향으로 배향되는 것이 알려져 있고, PVCi 막상의 액정분자도 굴절율이 큰 축에 해당하는, 복사광의 편광방향에 수직한 방향으로 배향된다고 생각된다.
즉, 본 발명에 사용되는 배향막 재료(6a)는 다음의 (1) 및 (2)의 막이 사용가능하다. (1) 폴리이미드 막과 같이, 직선 편광을 조사함으로써 편광면과 평행한 방향으로 고분자 주 체인의 이방성 광분해를 야기하는 유기막, 및 (2) PVCi 막과 같이, 직선편광을 조사함으로써 편광면에 평행한 고분자 측쇄가 선택적으로 가교 결합되는 광 가교성 유기막이 사용될 수 있다. 따라서, 상기 (1) 및 (2)의 유기막을 이용하는 상기 공정에 따라 액정 표시 장치를 제조한 경우, 본 발명의 효과를 충분히 발휘할 수 있는 것이 확인될 수 있었다. 한편, 상기한 막 이외에도, 광조사에 의해 배향성이 발현되는 재료라면, 여러 가지의 신규 배향막 재료(6a)도 채용될 수 있다.
또한, 이와 같이 배향막 재료(6a)로서 상기한 방식대로 광조사에 의해 배향성이 발현되는 재료를 사용하면, 화소를 분할하고 포토마스크를 이용하여 각 분할화소마다 다른 방향에서 광조사를 함에 의해, 분할화소마다 서로 시각이 다르도록 액정분자를 용이하게 배향시킬 수 있다. 이에 따라, 액정표시모드로서 TN 모드를 채용한 때, 분할 화소들 사이에서 서로 시각 의존성을 보상하여, 광 시야각화가 용이하게 실현된다. 따라서, 이 기술은 상기 액정 표시 장치에서 대화면화를 실현할때에 광 시야각 기술로서 효과적이다.
또한, 상기 공정에서, TFT 기판(2)과 스페이서가 제공된 CF 기판(1)을 접합하는 경우, 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸도록 설정된 밀봉부(9)에 의해 상기 2개의 기판을 접합하고, 그 기판들 사이에 액정(3)을 주입하는 방법이 일반적이다.
그러나, 이와다르게 스페이서(7)에 의해 양기판을 완전히 접합하는 것도 가능하다. 이 경우, 예컨대 스페이서(7)로서 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 사용하거나, 또는 스페이서(7)의 선단면에 접착제를 얇게 전사하는 등의 방법을 이용하면, TFT 기판(2)과 CF 기판(1)을 가열 프레스기에 의해 접합하는 것만이 필요하게 된다. 한편, 스페이서(7)로서 열경화성 수지를 채용하는 경우는, 도포때의 프리 베이크온도와 현상후의 포스트 베이크 온도를 열경화온도보다 낮은 온도로 최적화할 필요가 있다.
이와 같은 방식으로, 스페이서(7)를 TFT 기판(2)과 CF 기판(1)의 양기판에 고정시킬때, 셀갭이 완전히 고정되므로, 외적압력의 영향으로 스페이서(7)가 이동하지 않고, TFT 기판(2)과 CF 기판(1)으로 된 액정패널상의 파형도 발생되지 않는다. 이는 액정 표시 장치의 대화면화를 실현하면서 표시화질을 개선하는 데 대단히 효과적이다.
또한, 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸도록 설정된 밀봉부(9)에 의해 TFT 기판(2)과 CF 기판(1)을 접합하는 경우, 통상, 밀봉부(9)로는, 열경화형의 에폭시접착제나 광경화형의 아크릴 접착제가 사용된다. 이 경우, 밀봉부(9)는 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸도록 스크린 인쇄법 또는 디스펜서 묘사법으로 패터닝된다.
한편, 상기한 바와 같이 TFT 기판(2)과 CF 기판(1)의 양기판에 고착 가능한 스페이서 재료(7a)를 채용하는 경우, 이 스페이서 재료(7a)를 밀봉부(9)로서 겸용시키는 것도 가능하게 된다. 즉, 스페이서 재료(7a)를 패터닝할 때에, 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸는 패턴도 동시에 일체로 형성된다. 이것에 의해서, 종래 필요했던 밀봉 패턴 형성공정을 생략할 수 있다.
(실시예 2)
이하, 본 발명의 실시예 2에 관해서 설명한다. 한편, 실시예 1과 동일부분 에 대해서는 동일부호를 병기하고 그 설명을 생략한다. 본 실시예 2는, 실시예 1과 다르게, 스페이서(7)를 먼저 형성한 후에 배향막 재료를 형성한다. 도 8은 기판상에 스페이서(7) 및 배향막(6)을 형성하는 순서를 나타낸 플로우 챠트이고, 도 9는 기판상에 스페이서(7) 및 배향막(6)을 형성하는 공정을 나타낸 공정도이다.
전극, 능동 소자, 및 칼라 필터(4)등이 형성된 TFT 기판(2)과 CF 기판(1)중 적어도 하나, 예컨대 본 실시예 2에서는 CF 기판(1)상에, 스페이서 재료(7a)를 도포한다. 스페이서 재료(7a)로는, 감광성 레지스트가 사용되고, 인쇄법 또는 스피너법등으로 4∼5μm의 두께로 레지스트를 도포하여, 고온 판상에서 90℃로 5분정도 프리 베이킹한다.
다음, 상기 스페이서 재료(7a)에 포토마스크를 통해 파장 365 nm의 자외선을 약 200mJ/cm2의 강도로 노광을 한후, 현상액을 이용하여 스페이서 재료(7a)를 현상 및 패터닝하여 스페이서(7)를 형성한다. 도 5는 스페이서(7)가 패터닝되는 예를 나타낸 도면이지만, 스페이서(7)는 상기한 BM(5)영역내에서 섬 또는 스트라이프상으로 형성된다. 또한, 스페이서(7) 현상후에, 스페이서(7)가 제공된 CF 기판(1)으로부터 현상후의 현상액을 순수한 물로 충분히 씻어 내어 제거하고, 상기 CF 기판(1)을 건조시킨다. 상기 CF 기판(1)에 대하여, 180℃로 1시간 정도의 포스트 베이킹을 실행할 수 있다.
다음에, TFT 기판(2) 및 스페이서(7)가 형성된 CF 기판(1)의 양기판 표면상에 배향막 재료(6a)가 인쇄법, 스피너법, 스프레이법등에 의해 도포되어 형성된다. 배향막 재료(6a)로는, 폴리이미드 용액을 사용하고, 0.05∼0.15μm의 두께로 그 용액을 도포하여, 180∼250℃로 1시간 정도의 소성을 한다.
전공정에서 형성된 스페이서(7)의 사이즈 및 밀도에 따라, 인쇄법 또는 스피너법으로는, 스페이서(7)의 요철이 방해로 되어 배향막 재료(6a)를 균일하게 도포할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우는, 스프레이법에 의해 배향막 재료(6a)를 도포한다. 이에 따라, 예컨대, 스페이서(7)에 요철 표면이 있더라도 상기 배향막 재료(6a)를 균일하게 도포할 수 있다.
다음에, TFT 기판(2)과 CF 기판(1) 각각의 배향막 재료(6a)에 직선 편광된 파장 254 nm의 자외선을 약 1J/cm2의 강도로 조사한다. 이 때, 자외선의 입사각도(법선방향에 대한 각도)를 70∼80°로 설정함에 의해, 약 0.8°의 프리틸트각으로 액정분자를 배향시키기 위한 배향규제력이 얻어진다.
다음, (i) 배향막(6)이 형성된 TFT 기판(2) 및 (ii) 배향막(6)과 스페이서(7)가 형성된 CF 기판(1)을 액정 표시 장치의 주변부를 둘러싸도록 제공된 밀봉부(9)에 의해 서로 접합하고, TFT 기판(2)과 CF 기판(1) 사이에 액정(3)을 주입함으로써, 본 발명의 액정 표시 장치가 완성된다.
본 실시예 2에 있어서의 액정 표시 장치는, 상기한 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 3)
이하, 실시예 3에 관해서, 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 도 10은 본 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 또한, 도 11은 도 10에 나타낸 액정 표시 장치의 B-B'선의 단면도이다.
본 실시예 3의 액정 표시 장치는, 칼라 필터(4)가 제공된 CF 기판(1) 및 능동 소자로서 TFT가 제공된 TFT 기판(2)으로 된 한쌍의 기판들중 하나가 액티브매트릭스형 액정 표시 장치를 구성하며, TFT 기판(2)이 서로 접속된 2개의 소형 TFT 기판(2a,2b)으로 구성되는 구조를 가진다.
일반적으로, TFT 기판(2)의 제조시에는 반도체막의 미세가공 프로세스가 필요하며, 기판 사이즈의 대형화에 따라 수율이 급격히 나빠지게 된다. 따라서, 목표 크기의 절반 사이즈의 2개의 기판(2a,2b)을 접속하여 대형 기판을 실현하는 방법이 비용 절감의 효과적인 수단이다.
각 TFT 기판(2a,2b)상에는, 반도체막 가공 프로세스에 의해 형성되는 TFT소자, 절연막, 매트릭스 전극, 화소전극(모두 도시안됨)등이 제공되어 있다. 또한, CF 기판(1)상에는, R, G 및 B의 칼라 필터(4), BM(5), 도시되지 않은 공통전극등이 제공되어 있다.
상기 TFT 기판(2a,2b)과 CF 기판(1)중 적어도 하나의 기판상에는, 실시예 1 또는 실시예 2에서 기술된 재료 및 순서로 배향막(6)과 스페이서(7)가 형성되어 있다. 또한, 2개의 TFT 기판(2a,2b)은 서로 측면들이 접착제(10)로 접속되며, 그 접속부가 BM(5) 영역내에 있도록 정밀하게 접속되어 있다. 이것에 의해서 TFT 기판(2a,2b)의 접속부에서도 다른 부분과 동일한 화소피치를 실현하여, 이음매가 없는 자연스러운 표시를 실현하고 있다.
한편, 그 밖의 구성에 있어서는 일반적인 액티브매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 구성을 갖고 있고, 이들 일반적인 액정 표시 장치의 상세한 내용에 관해서는, 액정 디바이스 핸드북(일간 공업 신문사 발행), 액정 디스플레이 기술(산업 도서 발행)등에 자세히 기재되어 있기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 도 12a 및 12b는, 상기 액정 표시 장치의 스페이서(7)의 패터닝 예를 나타낸 도면이다. 스페이서(7)의 형상은 상기한 BM(5) 영역내에서 섬 또는 스트라이프 형상이다. 본 실시예의 액정 표시 장치에서는, 2개의 TFT 기판(2a,2b)의 접속부를 BM(5)에 의해 덮도록, 의도적으로 폭(W)을 확대한 BM(5)을 설계하고 있고, 상기 폭이 넓은 BM(5)상에 스페이서(7)를 배치하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는 대화면화에 유리한 구조를 가진다. 따라서, 실시예 1 또는 실시예 2에서 기술된 재료 및 순서로 배향막(6)과 스페이서(7)를 형성함에 의해, 대화면을 실현할때 특히 문제로 되는 액정셀갭의 불균일성을 용이하게 개선할 수 있다.
또한, 스페이서(7)가 기판들중 적어도 하나에 고정되므로, 그 스페이서(7)는 외적압력의 영향으로 이동하지 않는다. 또한, 액정분자를 배향시키기 위한 배향막 재료(6a)의 처리로서, 종래의 러빙법에 의한 처리 대신에, 광조사에 의한 배향처리가 실행된다. 광조사에 의한 배향처리는 배향막 재료(6a)에 접촉하지 않고 배향처리를 실행할 수 있기 때문에, 스페이서(7)가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 용이하게 배향 처리를 실행할 수 있다. 따라서, 종래의 러빙법과 다르게, 스페이서(7)를 기점으로 하는 배향 불균일이 발생되지 않는다.
또한, 상기한 바와 같이, 배향처리 전에 스페이서 재료(7a)가 패터닝될 수 있으므로, 종래와 다르게, 배향처리 후의 배향막(6)이 용제등에 오염되지 않고, 따라서 액정배향능력이 저하되지 않는다.
그런데, TFT 기판(2a,2b)과 스페이서가 제공된 CF 기판(1)을 접합할때, 각각의 TFT 기판(2a,2b)의 주변부를 둘러싸도록 제공된 밀봉부(9)로 상기 2개의 기판을 접합하고, 양 기판 사이에 액정을 주입하는 방법이 일반적이다. 통상, 이러한 밀봉부(9)로는, 열경화형 에폭시 접착제 또는 광경화형 아크릴 접착제가 사용되어, TFT 기판(2)의 주변부를 둘러싸도록 스크린 인쇄법 또는 디스펜서 묘사법으로 상기 접착제가 패터닝된다.
그러나, TFT 기판(2a,2b)의 접속측에 배치된 밀봉부(9)는 BM(5)의 폭(W) 이내에 배치시킬 필요가 있으므로, 정밀도를 고려하면, 스크린 인쇄법(위치 정밀도100μm) 또는 디스펜서 묘사법(위치 정밀도 약 50μm)으로 밀봉부(9)를 형성하는 것은 지극히 어렵다.
그러나, 상기 스페이서(7)로서 TFT 기판(2a,2b)과 CF 기판(1)의 양 기판에 고착되는 스페이서(7)를 채용하면, 그 스페이서(7)가 밀봉부(9)로서 작용한다. 이에 따라, 종래 필요했던 밀봉패턴 형성공정을 생략할 수 있고, TFT 기판(2a,2b)의 접속측에 배치되는 밀봉부(9)(즉, 스페이서(7))를, 포트리소그라피법(위치 정밀도<5μm)을 이용하여 BM(5) 영역내에 정밀하게 형성할 수 있다.
(실시예 4)
이하, 본 발명의 실시예 4를 도 13 및 14를 참조하여 설명한다. 도 13은 본실시예의 액정 표시 장치의 평면도이다. 또한, 도 14는 도 13에 나타낸 액정 표시 장치의 C-C'선의 단면도이다. 본 실시예 4의 액정 표시 장치는 액티브매트릭스형 액정 표시 장치를 구성하는 2개의 액정 표시 패널이 동일 평면상에서 인접 접속된 구조를 가진다.
액정패널(21,22)은 한쌍의 기판들, 즉 (A) 칼라 필터(4)가 제공된 CF 기판(1a,1b)과 (B) 능동 소자로서 TFT가 제공된 TFT 기판(2a,2b) 사이의 틈에 액정(3)이 봉입되며, 상기 한쌍의 기판들은 밀봉부(9)에 의해 서로 접합되는 구성을 가진 액티브매트릭스형 액정 패널이다.
CF 기판(1a,lb) 상에는, R, G, B의 칼라 필터(4), BM(5), 도시되지 않은 공통전극등이 제공되어 있다. 또한, 한쌍의 기판(TFT 기판(2a,2b), 및 CF 기판(1a, lb))중 적어도 하나의 기판상에는, 실시예 1 또는 실시예 2에 기재된 재료 및 순서로 배향막(6)과 스페이서(7)가 형성되어 있다.
한편, 그 밖의 구성에 있어서는 일반적인 액티브매트릭스형 액정 표시 장치와 같은 구성을 갖고 있고, 이들 일반적인 액정 표시 장치의 상세한 내용에 관해서는 액정 디바이스 핸드북(일간 공업 신문사 발행), 액정 디스플레이 기술(산업 도서 발행)등에 자세히 기재되어 있기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. 이러한 구조를 가진 2개의 액정패널이 접착제(10)에 의해 보강기판(11)에 접합되어, 액정 표시 장치가 완성된다.
상기 구조를 가진 액정 표시 장치에서는, 2개의 액정패널(21,22)의 접속부와 BM(5)의 폭을 매칭하기 위해, 의도적으로 폭(W)을 확대한 BM(5)을 설계하고 있고, 상기 폭이 넓은 BM(5)의 영역내에 스페이서(7)를 배치하는 것이 바람직하다. 실시예 3 및 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이, 스페이서(7)는 상기 BM(5)의 영역내에서 섬 또는 스트라이프 형태로 형성된다.
상기한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는 대화면화에 유리한 구조를 가진다. 따라서, 실시예 1 또는 실시예 2에 기재된 재료 및 순서로 배향막(6)과 스페이서(7)를 형성함에 의해, 대화면 실현시에 특히 문제로 되는 액정셀갭의 불균일성을 용이하게 개선할 수 있다. 또한, 스페이서(7)가 상기 기판들중 적어도 하나의 기판에 고착되어 있기 때문에, 외적압력의 영향으로 스페이서(7)가 이동되지 않는다.
또한, 액정분자를 배향시키기 위한 배향막 재료(6a)의 처리로서, 종래의 러빙법에 의한 처리 대신에, 광조사에 의한 배향처리가 실행된다. 광조사에 의한 배향처리는 배향막 재료(6a)에 접촉하지 않고 배향처리를 할 수 있기 때문에, 스페이서(7)가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 용이하게 배향처리를 실행할 수 있다. 따라서, 종래의 러빙법과 다르게, 스페이서(7)를 기점으로 하는 배향 불균일이 발생되지 않는다. 또한, 상기한 바와 같이, 배향처리 전에 스페이서 재료(7a)를 패터닝할 수 있기 때문에, 종래와 다르게, 배향처리 후에 배향막(6)이 용제등에 오염되지 않고, 액정배향능력이 저하되지 않는다.
액정패널을 구성하는 TFT 기판(2a,2b) 및 CF 기판(1a,lb)을 접합할 때, 각 액정패널의 주변부를 둘러싸도록 밀봉부(9)에 의해 상기 2개의 기판을 접합하고, 양 기판 사이에 액정을 주입하는 방법이 일반적이다. 통상, 이러한 밀봉부(9)로는, 열경화형 에폭시 접착제 또는 광경화형 아크릴 접착제가 사용되며, TFT의 주변부를 둘러싸도록 스크린 인쇄법이 또는 디스펜서 묘사법으로 상기 접착제가 패터닝된다.
그러나, TFT 기판(2a,2b)의 접속측에 배치되는 밀봉부(9)는 BM(5)의 폭(W) 이내에 배치시킬 필요가 있으므로, 정밀도를 고려하면, 스크린 인쇄법(위치 정밀도100μm) 및 디스펜서 묘사법(위치 정밀도 약 50μm)으로 밀봉부(9)를 형성하는 것은 극히 어렵다.
그러나, 상기 CF 기판(1a,lb) 및 TFT 기판(2a,2b)에 대해 접착성을 가진 스페이서(7)를 채용하면, 상기 스페이서(7)를 밀봉부(9)로 작용되게 할 수 있다. 그 결과, 종래 필요했던 밀봉패턴 형성공정을 생략할 수 있고, 포토리소그라피법(위치 정밀도<5μm)에 의해 BM(5) 영역내의 TFT 기판(2 a,2b)의 접속측에 밀봉부(9)(즉, 스페이서(7))를 정밀하게 형성할 수 있다.
실시예 1∼4에서는, TFT 소자를 채용한 액티브매트릭스형 액정 표시 장치에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 MIM 소자 또는 플라즈마 어드레스 소자를 채용한 다른 액티브매트릭스형 액정 표시 장치, 또는 단순매트릭스형 액정 표시 장치에도 적용가능하다. 그 중에서도 셀갭의 균일성이 요구되는, 대각으로 측정할 때 20인치 이상 대화면의 액정 표시 장치에 본 발명은 특히 유효하다.
본 발명의 액정 표시 장치는 대향하게 배치된 한쌍의 전극 기판들 사이에 액정이 삽입되고, 상기 한쌍의 전극 기판들중 하나상의 소정 위치에 고정된 스페이서, 및 광조사에 의한 배향처리가 실시되는 배향막이 제공되는 구성을 가진다.
이 구성에 따르면, 소정 위치에 소정 밀도로 스페이서를 배치할 수 있음으로써, 액정을 봉입하였을 때 액정 셀갭을 균일하게 할 수 있다. 또한, 상기 스페이서가 적어도 하나의 기판에 고정되어 있으므로, 외적 압력의 영향으로 스페이서가 이동되지 않는다.
또한, 액정분자를 배향시키기 위한 배향막의 처리로서, 종래의 러빙법에 의한 처리 대신에, 광조사에 의한 배향처리가 실시된다. 광조사에 의한 배향처리는 배향막에 접촉되지 않고 실행되므로, 스페이서가 형성되어 요철 표면을 갖는 기판상에서도 용이하게 배향처리가 실시될 수 있다. 그 결과, 종래의 러빙법과 다르게, 스페이서를 기점으로 하는 배향 불균일이 생기지 않는다.
또한, 상기한 바와 같이, 배향처리전에 스페이서 재료가 패터닝될 수 있으므로, 종래와 다르게, 배향 처리후의 배향막이 용제등에 오염되지 않고, 따라서 액정 배향 능력이 저하되지 않는다.
본 발명의 액정 표시 장치는 한쌍의 기판(CF 기판(1) 및 TFT 기판(2))이 하나의 대형 전극 기판(CF 기판1) 및 복수의 소형 전극 기판(TFT 기판(2a,2b))으로 구성되는 구조를 가진다.
이 구성에 따르면, 소형의 염가인 기판을 접속함에 의해 대형 기판을 실현할 수 있고, 따라서 비용면에서 액정 표시 장치의 대화면화에 유리하다.
본 발명의 액정 표시 장치는 대향하는 한쌍의 전극 기판(CF 기판(1a,1b) 및 TFT 기판(2a,2b))이 복수로 제공되어 서로 인접하게 접속됨으로써 상기 복수의 쌍의 기판들의 표시면이 대략 동일 평면상에 있는 구성을 가진다. 이 구성에 따르면, 염가인 소형의 액정패널을 접속함에 의해 액정 표시 장치를 형성할 수 있고, 비용면에서 액정 표시 장치의 대화면화에 유리하다.
본 발명의 액정 표시 장치는 배향막 재료가, 직선 편광을 조사함에 의해 편광면에 평행한 고분자 측쇄가 선택적으로 가교 결합되는 광가교성 유기막(폴리비닐 신나메이트막)인 구성을 가진다. 이 구성에 따르면, 광조사에 의해 배향규제력이 용이하게 발휘될 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 배향막재료가, 직선 편광을 조사함에 의해 편광면과 평행한 고분자 주 체인이 이방성 광분해를 야기하는 재료, 예컨대 폴리이미드 재료로 된 구성을 가진다. 이 구성에 따르면, 광조사에 의해 배향규제력이 용이하게 발휘될 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 스페이서가 광 비투과영역인 블랙매트릭스 영역(BM(5) 영역)에 제공된 구성을 가질 수 있다. 이 구성에 따르면, 스페이서가 광 비투과영역인 블랙매트릭스 영역에 제공되어 있기 때문에, 스페이서가 눈에 띄지 않는다. 즉, 광 투과영역에서의 광의 투과성이 스페이서의 형성에 의해 악화되지 않는다.
본 발명의 액정 표시 장치는 스페이서가, 상기 한쌍의 전극 기판에 접착된 구성을 가질 수 있다.
이 구성에 따르면, 스페이서가 기판에 접착되어 고정되기 때문에, 셀갭이 균일하게 된다. 또한, 외적 압력의 영향으로 스페이서가 이동되지 않고, 셀갭이 불균일하게 되어 액정패널상에 파형이 발생되는 현상도 생기지 않는다.
본 발명의 액정 표시 장치는 스페이서가 상기 한쌍의 기판 주변부에 밀봉부로서 형성되어 있는 구성을 가질 수 있다.
이 구성에 따르면, 스페이서를 밀봉부로도 작용시킬 수 있어서, 밀봉부 패턴형성 공정을 생략할 수 있기 때문에, 제조 프로세스를 간단화 할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조방법은, 한쌍의 전극 기판들 각각에 배향막을 도포하는 공정, 한쌍의 전극 기판들중 적어도 하나의 상기 기판상에 스페이서 재료를 도포하는 공정, 상기 스페이서 재료를 패터닝하는 공정, 및 상기 스페이서 재료가 패터닝된 기판을 광 배향법에 의해 배향처리하는 공정을 포함한다.
이 방법에서는, 배향 처리후에 배향막이 용제등에 오염되지 않고, 종래와 다르게, 액정배향능력이 저하되지 않는다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조방법에서는, 스페이서 재료 및 상기 배향막 재료가 감광성을 갖고 있고, 상기 스페이서 재료의 감도파장(λ1)과 상기 배향막 재료의 감도파장(λ2)가 λ1≠λ2의 관계를 만족한다.
이 방법에서는, 상부층의 스페이서 재료를 패터닝할 때에 조사되는 광이, 하부층의 배향막 재료에 악영향을 줄 가능성이 적다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조방법은, 스페이서 재료 및 상기 배향막 재료가 감광성을 갖고 있고, 상기 스페이서 재료의 패터닝에 요구되는 노광량(P1)과 상기 배향막 재료의 배향처리에 요구되는 노광량(P2)가 P1<P2의 관계를 만족한다. 이 방법에서는, 상부층의 스페이서 재료를 패터닝할 때 조사되는 광이, 하부층의 배향막 재료에 악영향을 줄 가능성이 적다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조방법은, 한쌍의 전극 기판중 적어도 하나의 기판상에 스페이서 재료를 도포하는 공정, 상기 스페이서 재료를 패터닝하는 공정, 상기 한쌍의 전극 기판상에 배향막 재료를 도포하는 공정, 및 상기 광배향법에 의한 배향처리를 실행하는 공정을 포함한다.
이 방법에서는, 배향 처리후의 배향막 재료가 용제등에 오염되지 않고, 종래와 다르게, 액정배향능력이 저하되지 않는다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조방법은, 배향막 재료를 도포하는 공정이 배향막 재료의 용액을 스프레이법에 의해 도포하는 공정을 포함한다.
이 방법에서는, 수μm의 높이를 갖는 스페이서가 고정된 기판 표면에서도 배향막 재료가 균일하게 도포될 수 있다.
또한, 상기 스페이서의 형상은 원주형(cylinder)으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 광배향 처리시에, 배향막 재료 표면, 특히 스페이서 주변에서의 광조사의 불균일을 방지할 수 있다. 즉, 스페이서가 원주형일때, 각주형(角柱形)(prism)인 경우와 비교하여, 스페이서의 그림자가 덜 드리워지게 되고, 그 결과, 배향막 재료에 광이 조사되지 않는 부분이 덜 생기게 된다.
이와다르게, 상기 원주형의 스페이서는, 예컨대 코린트 양식의 기둥과 같이, 원주형의 첨단면 부근의 원주가 중심부의 원주보다도 작게 형성된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 단순한 원주형의 스페이서의 경우와 비교하면, 스페이서에 의한 광조사때의 그림자를 더 적게 할 수 있게 된다.
또한, 스페이서가 스트라이프상으로 형성되어 있는 경우, 상기 광 조사방향은 스트라이프의 길이방향에 평행하게 된다. 이에 따라, 스트라이프에 제공되는 스페이서의 그림자를 더욱 적게 할 수 있다.
이상 설명된 본 발명은 여러 가지 다른 방식으로 개조될 수 있음은 자명하다. 이러한 개조는 본 발명의 범위와 정신을 벗어난 것으로 간주되지 않고, 당업자들에게 명백한 바와 같이 상기 모든 개조는 첨부된 특허청구의 범위내에 포함되는 것이다.

Claims (19)

  1. 액정 표시 장치에 있어서,
    액정;
    상기 액정이 그 사이에 삽입되고, 상기 액정에 표시를 위한 전계가 인가되 도록 대향 배치된 한쌍의 기판;
    상기 한쌍의 기판 사이에 고정가능하게 배치된 스페이서; 및
    상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 상기 액정과 접촉하도록 배치되어, 광조사에 의해 배향되는 특성을 나타내는 배향막 재료를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 기판은, 칼라 표시를 위한 칼라 필터가 제공된 제 1 기판 및 상기 액정을 구동하기 위한 능동 소자로서 박막 트랜지스터가 형성된 제 2 기판을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 기판은 대향 배치된 1개의 대형 기판 및 복수의 소형 기판으로 구성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 기판은 서로 접속된 복수의 소형 기판으로 구성되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 기판들 각각은, 복수의 소형 기판의 표시면이 동일 평면에 위치하도록 서로 접속되어 있는 복수의 소형 기판으로 구성되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 배향막 재료는, 편광면에 평행한 고분자 측쇄가 직선 편광의 조사에 의해 서로 선택적으로 가교결합되는 광가교성 유기막인 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 광가교성 유기막은 폴리비닐 신나메이트(polyvinyl cinnamate)막인 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 배향막 재료는, 편광면에 평행한 고분자 주체인이 직선 편광의 조사에 의해 이방성으로 광분해되는 폴리이미드인 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서는 광 비투과 영역인 블랙 매트릭스 영역에 대향하도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스페이서는 섬 또는 스트라이프 형상으로 형성되는 액정 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서는 포토리소그라피에 의해 형성되는 액정 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 한쌍의 기판에 대해 접착성을 갖는 액정 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스페이서는, 상기 한쌍의 기판들 각각의 주변부에서 상기 액정에 대한 밀봉부로도 작용하는 액정 표시 장치.
  14. 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    액정이 삽입되어 있는 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 배향막 재료를 도포하는 단계;
    상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 스페이서 재료를 도포하는 단계;
    상기 스페이서 재료를 패터닝하는 단계; 및
    도포된 상기 배향막 재료에 대해 광배향법에 의해 배향 처리를 실행하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스페이서 재료 및 배향막 재료가 감광성을 갖고,
    상기 스페이서 재료의 감도 파장(λ1)과 상기 배향막 재료의 감도 파장(λ2)이, λ1 ≠ λ2 의 관계를 만족시키는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 스페이서 재료 및 배향막 재료가 감광성을 갖고,
    상기 스페이서 재료의 패터닝에 필요한 노광량(P1)과 상기 배향막 재료의 배향 처리에 필요한 노광량(P2)이, P1 < P2 의 관계를 만족시키는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 광배향법은, 직선 편광된 자외선의 입사 각도를 상기 한쌍의 기판 표면의 법선 방향에 대해 70°내지 80°의 범위내로 설정하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    액정이 삽입되어 있는 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 스페이서 재료를 도포하는 단계;
    상기 스페이서 재료를 패터닝하는 단계;
    상기 한쌍의 기판들 중 적어도 하나에 배향막 재료를 도포하는 단계; 및
    상기 배향막 재료에 대해 광배향법에 의해 배향 처리를 실행하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 배향막 재료를 도포하는 단계는, 배향막 재료 용액을 도포하는 스프레이법에 의해 실행되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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