KR20020015027A - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

배향막을 형성하는 공정을 연속적으로 행할 수 있게 하는 고분자 기판의 액정표시장치의 제조방법이다. 즉, 액정표시장치의 특성사양에 관계없이, 러빙방향이 일정하도록 액정표시장치의 배향막(3)에 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제를 사용하여 수직 배향처리를 한다. 따라서, 고분자 기판을 세로방향으로 연속적으로 이동시키면서 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제의 형성공정(인쇄공정 및 경화공정)과, 세로방향에 평행한 일정방향으로 고분자 기판을 러빙하는 배향공정이 가능해져, 러빙방향을 바꾸기 위한 툴링(tooling) 변경이 불필요한 고분자 기판을 사용한 액정표시장치의 제조방법이 제공될 수 있다.

Description

액정표시장치의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 7은 고분자 기판을 사용한 종래의 STN(Super Twisted Nematic) 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 도 7을 참조하여 고분자 기판을 사용한 STN 액정표시장치 제조방법의 일례를 설명한다. 폴리카보네이트 등으로 구성된 고분자 기판(21)상에 ITO로 구성된 투명전극(22)이 형성된다. 다음에, 고분자 기판(21)상에 폴리아믹산 또는 폴리이미드 용액을 인쇄하고 경화시켜, 폴리이미드로 구성된 배향막(23)이 형성된다. 다음에, 이 기판(21)을 면이나 레이온섬유로 이루어진 버프로 러빙(rubbing)함으로써 이 기판(21)이 배향된다. 대향하는 또 하나의 고분자 기판(24)상에도 마찬가지로 ITO로 구성된 투명전극(25)과 배향막(26)이 형성된다. 이 기판(24)은 러빙방향이 이전 기판(21)의 러빙방향과 200∼260°정도의 각도를 이루도록 러빙하여 배향된다. 이 2장의 기판을 대향시켜 밀봉제(27)로 일체화한다. 이들 기판의 틈에 액정(28)이 봉입되어 STN 액정표시장치가 형성된다. 이러한 고분자 기판을 사용한 STN 액정표시장치에서는, 기판이 종래의 유리 대신 고분자로 형성되기 때문에 표시장치가 쉽게 깨지지 않고 경량으로 만들어질 수 있다. 게다가, STN 표시모드가 사용되기 때문에, 시분할로 구동되는 전극의 개수가 늘어나더라도 표시품질의 열화가 적다. 또한, 대용량 디스플레이가 실현될 수 있다.
고분자 기판을 채용하는 또 하나의 이점은, 고분자 기판에 탄력성이 있기 때문에, 지금까지의 유리기판의 가공공정처리에서와 같은 낱장처리 외에도, 소위 롤 투 롤(Roll to Roll)에 의한 연속가공처리가 가능하다는 것이다. 롤 투 롤에 의한 연속가공에서는, 롤형으로 감긴 고분자 기판(31)을 사용하여 배향막 인쇄공정, 배향막 경화공정, 배향공정이 연속적으로 행해질 수 있기 때문에 이 제조방법은 매우 간편하고 양산성이 우수한 제조방법이다.
그러나, STN 표시모드에서 배향막의 배향은 균일(평행) 배향이고, 상하 양쪽 기판의 배향각도도 200∼260°이므로 제품 사양에 따라 일정하지 않다.
이와 같이, 가공을 위한 러빙방향이 제품에 따라 일정하지 않기 때문에, 툴링(tooling) 변경 시에 러빙 버프로 문지르는 방향이 일일이 기판의 유동방향에 대하여 소정의 각도로 바뀌지 않으면 안 되므로 상당한 시간과 노동이 들게된다. 롤 투 롤에 의한 연속가공에서는 길이방향으로 연장하는 연속한 기판이 사용된다. 따라서, 롤 하나를 전부 처리하고 나서, 라인을 정지하여 툴링을 변경하게 된다. STN 액정표시장치의 경우에는, 배향방향에 의해 전기광학특성이나 시야각 등의 중요한 특성이 결정된다. 이 때문에, 제품마다 배향방향이 일일이 변한다고 해도 과언이 아니다. 제품마다 연속 라인이 정지하면, 낱장처리의 유리기판의 가공공정에 비해 생산성이 떨어지게 된다.
또한, 균일배향을 얻기 위한 러빙공정에서는 문지를 때의 러빙력이 비교적 강하기 때문에, 유리보다 훨씬 부드러운 고분자 기판은 손상된다. 따라서, 표시품질에 심각한 결함이 생기게 되는 경우가 있다.
더욱이, 이러한 일정하지 않은 각도의 균일배향 때문에 고분자 기판은 높은 광학적 등방성이 요구된다. 그 이유는 다음과 같다. STN 액정표시장치는 셀의 외측에 편광소자를 배치하여 액정분자에 직선편광광선이 입사하도록 광학적으로 설계되어 있다. 종래, 액정표시장치에 일반적으로 사용되어 온 유리기판은 광학적으로 등방성이고, 어떤 방향에서 입사한 직선편광의 빛이더라도, 그 그대로의 방향으로 직선편광으로서 방사된다. 그 때문에, STN의 광학설계는 기판을 무시하고 설계될 수 있었던 것이다.
그러나, 고분자 기판의 경우, x와 y 방향의 굴절률에 거의 이방성이 있고 광학적으로 등방이 아니다. 즉, 이 x, y 방향 이외의 방향으로부터 입사하는 직선편광은 고분자 기판으로부터 방사될 때에는 타원편광이 되어, STN 액정표시장치의 광학설계를 크게 어긋나게 한다. 이 문제의 해결방법으로는 2가지가 생각된다. 한가지 해결방법은 사용되는 고분자 기판의 광학적 이방성을 없애는 것이다. 그러나, 고분자 기판의 광학적 이방성을 없애기 위해서는, 재료분자 자체의 광학적 이방성을 적게 하는 것과, 기판 제작 시에 재료분자가 한 방향으로 나란히 서지 않게 하는 배려가 필요하다. 따라서, 기판 제작이 대단히 복잡해지고, 재료자체도 선택의 범위가 매우 한정된다. 또 하나의 해결방법은 액정분자의 기판 상에서의 배향방향과 고분자 기판의 광학적 이방성의 위상 진행축 방향 또는 위상 지연축 방향을 맞추는 것이다. 이 방법을 채용하면, 고분자 기판에 입사한 직선편광은 방사 시에 타원편광이 되지 않고 직선편광 그대로 이기 때문에, 광학설계가 어긋나지 않게 된다. 그러나, 기다란 롤형의 고분자 기판의 경우, 그 제조방법으로부터의 제약 때문에 광학적 이방성의 위상 진행축 방향 또는 위상 지연축 방향은 길이 변에 대하여 평행하거나 수직으로 설정되지 않을 수 없다. 그 때문에, 배향각은 STN에서 요구되는 200∼260° 사이의 임의의 각도로 설정될 수 없다. 이와 달리, 패턴이 배향방향에 나란히 배열되면, 고분자 기판의 패턴 이용률이 크게 떨어지게 되고, 나중에 상하기판의 조립공정에서의 조합이 매우 복잡해지게 된다.
이와 같이, 고분자 기판을 사용한 표시장치의 종래의 제조방법에는 전술한 문제가 있다. 이에 따라, 고분자 기판의 탄력성을 이용하여 롤 투 롤에서의 제조방법을 간단히 실현하는 것이 불가능하다. 그러므로, 본 발명은 생산성이 높으며 고분자 기판을 손상시키지 않는 간단한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 고분자 기판을 사용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세히는 고분자 기판을 사용하여 양산성이 우수한 액정표시장치를 간편하게 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 표시장치의 구성의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 표시장치의 제조공정을 전형적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명에 의한 표시장치의 다른 구성의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 의한 표시장치의 다른 제조공정을 전형적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 종래의 표시장치의 구성의 단면을 나타내는 도면이다.
본 발명은, 고분자 기판의 배향처리에 수직 배향(VA)모드를 이용함으로써, 수직 배향막 형성공정 및 수직 배향막 경화공정에서 고분자 기판이 세로방향으로 연속적으로 이동하여 제조되는 것을 알아내었다.
즉, 세로길이가 가로길이보다 긴 고분자 기판을 사용하여 표시장치를 제조할 때, 고분자 기판 상에 수직 배향막 재료를 마련하는 공정과, 이 재료를 경화시켜 수직 배향막을 얻는 공정이 고분자 기판을 세로방향으로 연속적으로 이동시키는 것에 의해 행해진다. 다시 말하면, 고분자 기판을 수직 배향(VA)모드로 배향함으로써, 고분자 기판을 연속적으로 이동시키면서 배향막을 형성할 수 있다.
더욱이, 수직 배향막이 형성된 뒤, 고분자 기판을 세로방향으로 연속적으로 이동시킴으로써, 액정분자가 쓰러지는 방향을 규정하는 공정(배향공정)이 이어서 수행된다. 수직 배향모드에서는 액정의 특성사양이 변하더라도 일정방향으로 러빙하기만 하면 되기 때문에, 세로방향으로 고분자 기판을 이동시키면서 배향처리를 하는 것이 가능해져 생산성이 현저히 향상한다.
구체적인 배향방법으로는, 고분자 기판을 그 이동방향으로 러빙하는 방법이나, 빛에 의해 구조가 변하는 기능기(functional group)를 배향막에 포함시켜 일정방향에서 빛을 조사하면서 고분자 기판을 이동시켜 배향처리를 하는 방법이 있다.
또한, 고분자 기판에 투명전극 패턴을 형성하는 공정과, 고분자 기판에 수직 배향막을 형성하는 공정을 배치하고, 고분자 기판이 세로방향으로 연속적으로 이동할 수 있도록 이 공정들 사이에 연속적으로 이동하는 고분자 기판의 버퍼가 마련된다. 이것에 의해, 일단 정지하지 않으면 노광처리를 할 수 없는 패터닝 공정과, 연속적인 처리가 가능한 수직 배향막 형성공정을 고분자 기판의 이동을 멈추지 않고서 연속적으로 할 수 있다.
이하, 도면에 따라 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1∼도 6은 본 발명에 의한 수직 배향(VA)모드를 이용한 고분자 기판의 액정표시장치의 구성 및 그 제조방법의 도식도를 나타낸다. 수직 배향(VA)모드는 종래부터 알려져 있는 표시모드이고, 시분할 특성도 우수하여 양호한 표시특성이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 고분자 기판을 사용한 액정표시장치에 수직 배향(VA)모드를 이용한 전형적인 구성을 나타낸다. 유전이방성이 음인 액정분자(8)는 셀 내에서 고분자 기판(1)에 대해 수직방향에서 약간 기운 방향으로 배향된다. 이에 따라, 투명전극(2)에 전압이 인가될 때에는 기울어진 방향으로 액정분자가 똑같이 쓰러져 균일한 광학변화가 일어나게 된다. 대개, 이러한 초기 배향은 기판 면에 수직 배향막(3)을 형성하여 그 수직 배향막(3)을 한 방향으로 러빙하는 것에 의해 만들어진다. 이와 같이 말하면, 이 모드가 STN 표시모드와 같다고 생각할 수 있다. 그러나, 러빙은 단지 쓰러지는 방향을 정할 뿐이기 때문에, 일정한 한 방향을 설정하기만 하면 된다는 것에서 본질적인 차이가 있다. 즉, 본 발명과 같이 고분자 기판을 사용한 표시장치에 수직 배향모드가 이용되면, 세로의 기판이동방향으로만 상하 기판이 러빙될 수도 있고, 표시장치의 특성사양이 변하더라도 본질적으로는 이 방향을 변경할 필요가 없다. 그리고, 상하 기판을 조립할 때, 도 1에 나타낸 것과 같이 상하 기판의 러빙방향이 반대가 되도록 설정하기만 하면 된다. 이 때, 고분자 기판의 유동방향, 즉 광학적 이방성의 위상 진행축 또는 위상 지연축은 항상 러빙방향, 즉 기판표면의 액정분자의 배향방향과 평행하다. STN에서와 같이 고분자 기판이 갖는 광학적 이방성이 광학설계에 악영향을 미치게 하는 일은 없다. 그 때문에, 고분자 기판은 투명성이나 내구성, 비용을 중시하여 선택될 수가 있고, 매우 간편히 제조될 수 있다.
본 발명에 의하면, 러빙 강도도 쓰러지는 방향을 정할 뿐이기 때문에 강한 러빙이 필요하지는 않다. 따라서, 부드러운 고분자 기판이 손상될 염려가 없다. 이러한 수직 배향모드에서 기판이 종래의 유리기판이면, STN 모드와 마찬가지로 낱장처리공정밖에 할 수 없고, 수직 배향모드 자체가 가진 간편한 제조방법이라는 특징이 전혀 이용될 수 없다. 본 발명에서와 같이 연속처리가 가능한 고분자 기판과 조합하는 것에 의해 처음으로 간편한 제조방법의 특징이 살려진다.
도 2는 고분자 기판에 수직 배향모드를 채용한 본원 발명의 제조방법의 도식도를 나타낸다. 세로 방향으로 길게 연속한 고분자 기판이 롤형으로 감겨 있다. 이 고분자 기판(31)이, 배향막을 형성하는 공정, 배향막을 경화하는 공정(33) 및 배향공정(34)에 의해 연속적으로 가공된다. 즉, 배향막의 형성에서부터 러빙까지의 배향처리가 연속처리에 의해 가능하게 된다.
도 1에 나타낸 수직 배향모드에서의 액정표시장치의 구성 외에도, 수직 배향모드에서 액정분자가 쓰러지는 방향을 1화소 내에서 서로 180° 다른 역방향의 두 방향으로 설정함으로써, 표시의 시각특성이 향상된다는 것이 알려지고 있다. 도 3은 이 설정의 일례를 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 고분자 기판(10)상에 산형의 경사를 갖는 경사막(12)이 형성되어, 그 경사막(12) 위에 수직 배향막(13)이 형성된다. 이러한 구성에 의해, 러빙 없이 투명전극(11)에 전압이 인가되면, 액정분자(19)는 산의 정점의 양측에서 쓰러지는 방향이 서로 반대가 되어 시각특성을 향상시키는 초기 경사가 얻어진다. 이 경우, 러빙공정 자체가 필요하지 않아, 고분자 기판의 연속 가공공정에는 어떠한 장애도 없게 된다. 또한, 부드러운 고분자 기판 표면에는 무엇도 닿지 않기 때문에 이 표면이 전혀 손상되지 않는다.
또한, 수직 배향모드에서 액정분자가 쓰러지는 방향을 1화소 내에서 두 방향 이상으로 설정하는 또 하나의 방법으로서, 도 4에 나타낸 것과 같은 구성이 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 고분자 기판(100)상의 투명전극(101)에 슬릿을 넣어, 그 슬릿부분의 전계의 방향을 왜곡시켜 액정분자(107)가 쓰러지는 방향을 규정하는 방법도 있다. 이 슬릿전극(101)상에 수직 배향막(102)을 형성하여, 러빙하지 않더라도 액정분자(107)가 전극 슬릿 양측에서 전계의 경사에 의해 쓰러지는 방향이 반대가 된다. 이에 따라, 시각특성을 향상시키는 초기 경사가 얻어진다. 이 경우에도, 러빙공정 자체가 필요하지 않아, 고분자 기판의 연속 가공공정에는 어떠한 장애도 없다.
또한, 고분자 배향막을 러빙시켜 배향방향을 규제하는 대신, 일정방향으로 빛을 조사함으로써 배향되는 배향막이 최근에 개발되고 있다. 원리적으로는 폴리이미드계, 신나메이트계, 칼콘계, 아조벤젠계 등의 고분자의 구조를 빛에 의해 변화시키는 기능기를 도입하여, 조사하는 빛의 방향에 따라 기능기가 입체적으로 구조변화를 하여, 고분자 전체의 배치가 정렬된다고 할 수 있다. 이 방법도 본 발명에 적용할 수 있어, 상기 고분자의 초기 구조를 수직 배향되도록 설계하고, 막이 형성된 후 기판에 수직방향에서 기울인 빛 또는 기울어진 편광을 갖는 빛을 조사함으로써 달성된다. 이 경우에도 러빙할 필요가 없어, 고분자 기판의 연속 가공공정에는 어떠한 장애도 없고, 도 2의 배향공정(34)에서의 러빙 대신에 일정방향으로 빛을 조사하기만 하면 된다.
일반적으로, 액정표시장치의 모든 제조공정에서 전극을 패터닝하기 위한 노광공정에서는 연속적으로 고분자 기판을 이동시켜 할 수 없다. 노광공정에서는, 마스크와 기판의 특정한 위치를 정렬하여 자외선을 조사할 필요가 있다. 따라서, 일정시간동안 기판을 제지할 필요가 있다. 노광공정에서 기판이 제지될 때마다 다른 공정의 움직임을 일일이 제지한다는 것은, 본 발명의 높은 생산성을 갖는 간단한 제조방법이라는 목적에 반하게 된다.
따라서, 패터닝 공정은 별도로 고분자 기판을 차차 이동시켜 가공하여, 패터닝된 고분자 기판을 도 2에 나타낸 것과 같이 롤형으로 미리 감아둔다. 다음에, 이 롤형의 고분자 기판(31)을 배향막을 마련하는 공정(32), 배향막을 경화하는 공정(33) 및 배향공정(34)에 의해 연속적으로 가공하는 수단을 취할 필요가 있다.
또 하나의 방법으로서, 롤 투 롤의 가공공정에 패터닝 공정도 배치하여, 이 패터닝 공정 내에, 또는, 패터닝 공정과 배향막을 형성하는 공정 사이에 패터닝 공정에서의 노광시에 기판을 제지하는 버퍼를 마련하는 방법이 있다.
도 5는 패터닝 공정 내에 기판 버퍼가 마련된 예를 나타낸다. 고분자 기판 롤로부터 공급된 고분자 기판은 기판 버퍼를 마련한 패터닝 공정(41)으로 이동한다. 노광에서의 정지분량의 기판을 축적할 수 있는 버퍼가 이 패터닝 공정 내에 마련되어, 출구에서 기판의 흐름이 정지하지 않게 된다. 그 후, 고분자 기판은 배향막을 형성하는 공정(42), 배향막을 경화하는 공정(43) 및 배향공정(44)에서 연속적으로 가공된다.
도 6은 패터닝 공정과 배향막 인쇄공정간에 버퍼를 마련한 예를 나타낸다. 롤형으로 감긴 고분자 기판은 패터닝 공정(51)으로 이동하여, 그 패터닝 공정에서 제지처리의 노광공정을 지난다. 다음에 기판은 버퍼 롤(52)에 들어간다. 버퍼 롤은 처음에는 연속경로로부터 빗나간 위치에 마련되어 기판은 우회하여 이동하게 된다. 그러나, 패터닝 공정 내에서 다음 제지 및 노광이 시작되면, 버퍼 롤은 기판의 경로방향으로 이동하여, 다음의 배향막을 형성하는 공정(53)에 연속적으로 고분자 기판을 공급한다. 이후, 배향막을 경화하는 공정(54) 및 배향공정(55)에서 기판은 연속적으로 처리되어, 높은 생산성의 액정표시장치의 간단한 제조방법이 제공된다.
본 발명에 사용되는 고분자 기판은 투명한 고분자 기판으로 제한되는 것은 아니다. 고분자 기판은, 폴리에테르술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리알리레이트(PAR), 비정질 폴리올레핀(APO), 폴리에테르·에테르·케톤(PEEK), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 내열 폴리올레핀수지, 알릴디글리콜카보네이트수지 (ADC 수지), 아크릴수지, 노르볼넨수지, 마레이미드수지, 투명 에폭시수지, 투명 폴리이미드수지 등으로 이루어진다. 고분자 기판의 두께는 0.1∼1.0 ㎜의 범위로 적당히 선택된다. STN에서는 위상 진행축과 위상 지연축에서의 광학적 이방성(△nd)은 5 ㎚ 이하로 설정되는 것이 바람직하지만, 본 발명에서는 그러한 제한은 없다.
이하, 본 발명을 실시예에 따라 보다 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1을 참조하여 본 발명에 의한 고분자 기판을 사용한 표시장치의 일례를 설명한다. 고분자 기판(1)을 형성하고 있는 고분자는, 폴리에테르술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리알리레이트(PAR), 비정질 폴리올레핀(APO), 폴리에테르 ·에테르 ·케톤(PEEK), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 알릴디글리콜카보네이트수지(ADC 수지), 아크릴수지, 노르볼넨수지, 마레이미드수지, 투명 에폭시수지, 투명 폴리이미드수지 중에서 적당히 선택할 수 있다. 본 실시예에서는 0.2 ㎜ 두께로 위상 진행축과 위상 지연축의 광학적 이방성, 즉 기판의 세로방향과 가로방향의 광학적 이방성(△nd)이 10 ㎚인 PES 기판을 사용한다. 다음에, 저온 스퍼터링 등에 의해 ITO로 이루어지는 투명전극(2)이 형성된다. 이 기판에 있어서, 별도의 순차 이동의 패터닝 공정에 의해 투명전극이 패터닝 되어, 이 기판이 롤형으로 감긴다. 그 후, 이 기판은 도 2에 나타낸 연속처리공정을 적용하여 가공된다. 즉, 본 실시예에서는, 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제를 고분자 기판 상에 인쇄하고, 경화하여 수직 배향막을 형성한다. 또한, 세로방향에 평행한 일정방향으로 아주 약하게 수직 배향막을 문질러 러빙시킨다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 도 1의 배향막(3)에 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제를 사용하여, 러빙공정에서는 세로방향에 평행한 일정방향으로 통상의 STN 액정표시장치에 비해 매우 약하게 러빙시켰다. 이 때문에, 러빙에 의한 손상이 없고, 어떠한 제품에 대해서도 러빙방향을 바꾸는 툴링 변경이 필요 없다. 따라서, 본 실시예는 매우 높은 생산성을 나타낸다.
마찬가지로, 도 1의 투명전극(5)과 배향막(6)이 형성된 고분자 기판(4)을 같은 공정으로 처리하여, 고분자 기판(1)과 러빙방향이 대향하도록 하여 밀봉제(7)로 붙인다. 이 고분자 기판의 틈에는 유전이방성이 음인 액정을 봉입하여 액정표시장치가 형성된다.
이와 같이 제조된 액정표시장치는 기판이 고분자이기 때문에 가볍고 깨지지 않는 특징을 갖는다. 또한, 이 표시장치의 표시특성도 STN 액정표시장치와 비교하더라도 손색이 없다. 본 실시예에 의해, 종래의 표시장치에 비교해도 손색이 없는 고분자 기판의 표시장치가 높은 생산성으로 간단히 제조될 수 있다.
(실시예 2)
도 3은 고분자 기판을 사용한 표시장치의 별도의 일례를 나타내는 도면이다. 고분자 기판(10)에 포함되는 고분자는, 폴리에테르술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리알리레이트(PAR), 비정질 폴리올레핀(APO), 폴리에테르 ·에테르 ·케톤(PEEK), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 알릴디글리콜카보네이트수지(ADC 수지), 아크릴수지, 노르볼넨수지, 마레이미드수지, 투명 에폭시수지, 투명 폴리이미드수지 중에서 적당히 선택할 수 있다. 본 실시예에서는 0.1 ㎜ 두께로 위상 진행축과 위상 지연축의 광학적 이방성, 즉 기판의 세로방향과 가로방향의 광학적 이방성(△nd)이 15 ㎚인 PC 기판을 사용한다. 다음에, 저온 스퍼터링 등에 의해 ITO로 이루어지는 투명전극(11)이 형성된다. 이 기판을 도 5에 나타낸 연속처리공정을 적용하여 가공하였다.
본 실시예에서는 패터닝 공정(41)에서 투명전극의 패터닝 외에도 도 3의 산형의 경사를 갖는 경사막(12)이 포토레지스트를 이용하여 제작된다. 이 경사막(12) 위에 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제로 구성된 배향막(13)이 형성되어, 러빙공정 없이 가공된다. 이 경우, 러빙 시에 나타나는 손상이 전혀 없고, 어떠한 제품에 대해서도 러빙방향을 바꾸는 툴링변경이 필요 없기 때문에 매우 높은 생산성이 나타난다.
마찬가지로, 도 3에 나타낸 투명전극(15)과 경사막(16) 및 배향막(17)이 형성된 고분자 기판(14)을 같은 공정으로 처리하여, 고분자 기판(10)과 경사막(16)의 상하가 서로 각기 대향하도록 하여 밀봉제(18)로 붙인다. 이 고분자 기판의 틈에는 유전이방성이 음인 액정을 봉입하여 액정표시장치가 형성된다.
이와 같이 제조된 액정표시장치는 기판이 고분자이기 때문에 가볍고 깨지지 않는 특징을 갖는다. 또한, 이 표시장치의 표시특성도 STN 액정표시장치와 비교하더라도 손색이 없다. 본 실시예에 의해, 종래의 표시장치에 비교해도 손색이 없는 고분자 기판의 표시장치가 높은 생산성으로 간단히 제조될 수 있다.
(실시예 3)
도 4는 고분자 기판을 사용한 표시장치의 다른 일례의 구성을 나타내는 도면이다. 고분자 기판(100)에 포함되는 고분자는, 폴리에테르술폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리알리레이트(PAR), 비정질 폴리올레핀(APO), 폴리에테르·에테르 ·케톤(PEEK), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 알릴디글리콜카보네이트수지(ADC 수지), 아크릴수지, 노르볼넨수지, 마레이미드수지, 투명 에폭시수지, 투명 폴리이미드수지 중에서 적당히 선택할 수 있다. 본 실시예에서는 0.15 ㎜ 두께로 위상 진행축과 위상 지연축의 광학적 이방성, 즉 기판의 세로방향과 가로방향의 광학적 이방성(△nd)이 10 ㎚인 비정질 폴리올레핀 기판을 사용한다. 다음에, 저온 스퍼터링 등에 의해 ITO로 이루어지는 투명전극(101)이 형성된다. 이 기판을 도 6에 나타낸 연속처리공정을 적용하여 가공하였다. 본 실시예에서는 패터닝 공정에서 투명전극(101)에 도 4에서 나타낸 슬릿이 들어가도록 투명전극이 패터닝 되어 형성된다. 이 고분자 기판 상에 폴리이미드계 고분자의 수직 배향제로 구성된 배향막(102)이 형성되어, 러빙공정 없이 가공된다. 이 경우, 러빙 시에 나타나는 손상이 전혀 없고, 어떠한 제품에 대해서도 러빙방향을 바꾸는 툴링변경이 필요 없기 때문에 매우 높은 생산성이 나타난다.
마찬가지로, 도 4에서 나타낸 투명전극(104)과 그 위에 배향막(105)이 형성된 고분자 기판(103)을 같은 공정으로 처리한다. 고분자 기판(103)과 고분자기판(100)은 밀봉제(7)로 붙여지고, 이 고분자 기판의 틈에는 유전이방성이 음인 액정을 봉입하여 액정표시장치가 형성된다.
이와 같이 제조된 액정표시장치는 기판이 고분자이기 때문에 가볍고 깨지지 않는 특징을 갖는다. 또한, 이 표시장치의 표시특성도 STN 액정표시장치와 비교해도 손색이 없다. 본 실시예에 의해, 종래의 표시장치에 비교해도 손색이 없는 고분자 기판의 표시장치가 높은 생산성으로 간단히 제조될 수 있다.
(실시예 4)
도 1에 있어서의 고분자 기판(1)이 0.15 ㎜ 두께로 위상 진행축과 위상 지연축의 광학적 이방성, 즉 기판의 세로방향과 가로방향의 광학적 이방성(△nd)이 20 ㎚인 폴리알리레이트 기판으로 설정된다. 배향막(3)으로는 신나메이트계의 폴리비닐신나메이트 수직 배향막을 사용하여, 도 2에 나타낸 연속처리공정을 한다. 이 경우에는, 도 2의 배향공정(34)에서, 수직방향에서 약간 기운 방향의 빛이 조사된다. 즉, 러빙시킬 필요가 없다. 이러한 연속처리공정에 의해 배향막(3)이 형성되어, 러빙공정 없이 가공된다. 이 경우, 러빙 시에 나타나는 손상이 전혀 없고, 어떠한 제품에 대해서도 배향방향을 바꾸는 툴링변경이 필요 없기 때문에 이 제조방법은 매우 높은 생산성을 갖는다.
이와 같이 제조된 액정표시장치는 기판이 고분자이기 때문에 가볍고 깨지지 않는 특징을 갖는다. 또한, 이 표시장치의 표시특성도 STN 액정표시장치와 비교해도 손색이 없다. 본 실시예에 의해, 종래의 표시장치에 비교해도 손색이 없는 고분자 기판의 표시장치가 높은 생산성으로 간단히 제조될 수 있다.
(실시예 5)
실시예 4에서의 배향막(3)을 칼콘계 고분자로 설정하여, 실시예 4와 같이 고분자 기판의 표시장치가 제조된다. 따라서, 실시예 4에서와 같은 효과가 얻어졌다.
(실시예 6)
실시예 4에서의 배향막(3)을 아조벤젠계 고분자로 설정하여, 실시예 4와 같이 고분자 기판의 표시장치가 제조된다. 따라서, 실시예 4에서와 같은 효과가 얻어졌다.
전술한 각 실시예에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 표시장치의 제조방법은, 고분자 기판을 사용한 액정표시장치를 종래와 비교해도 손색이 없는 표시품질을 유지한 채로 높은 생산성을 갖고 제조할 수 있다. 또한, 유리기판을 사용한 종래의 액정표시장치에 비해 생산성이 높은 제조방법을 채용함으로써, 낮은 비용으로 깨지지 않고, 얇으며 가벼운 액정표시장치가 제공될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법은, 고분자 기판을 사용하여 롤 투 롤에 의해 연속적으로 액정표시장치를 제조하는 경우에 유용하다. 이 제조방법은 높은 생산성을 가질 수 있어 낮은 비용으로 고분자 기판의 액정표시장치를 제조하는 데 적합하다.

Claims (10)

  1. 세로길이가 가로길이보다 길고, 세로방향으로 다수의 투명 전극패턴이 배치된 고분자 기판을 사용하여 제조된 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 고분자 기판 상에 수직 배향막을 형성하는 공정과, 상기 수직 배향막을 경화하는 공정을 구비하며,
    이들 공정에서 상기 고분자 기판이 세로방향으로 연속적으로 이동되면서 처리되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직 배향막을 경화하는 공정에 이어서, 상기 고분자 기판을 세로방향으로 연속적으로 이동시켜 액정분자가 쓰러지는 방향을 규정하는 배향공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배향공정이, 상기 수직 배향막에 한 방향으로 빛을 조사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 배향공정이, 상기 수직 배향막을 상기 고분자 기판의 세로방향에 평행하게 러빙함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  5. 세로길이가 가로길이보다 긴 고분자 기판에 세로방향으로 다수의 투명 전극패턴을 형성하여 제조되는 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 고분자 기판에 투명 전극패턴을 형성하는 패터닝 공정과, 상기 고분자 기판 상에 수직 배향막을 형성하는 수직 배향막 형성공정을 구비함과 동시에, 상기 수직 배향막 형성공정에서 상기 고분자 기판이 세로방향으로 연속적으로 이동하도록 상기 패터닝 공정 내에 또는 상기 패터닝 공정과 상기 수직 배향막 형성공정 사이에 상기 고분자 기판의 버퍼가 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수직 배향막 형성공정 뒤에, 액정분자가 쓰러지는 방향을 규정하는 배향공정을 구비하여, 상기 고분자 기판을 세로방향으로 연속적으로 이동시킴으로써 상기 배향공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수직 배향막 형성공정이, 상기 고분자 기판에 수직 배향막을 형성하는 제1 공정과, 상기 수직 배향막을 경화하는 제2 공정을 구비함과 동시에, 상기 제1 공정과 상기 제2 공정에서 상기 고분자 기판이 세로방향으로 연속적으로 이동하면서 처리되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배향공정이, 상기 수직 배향막에 한 방향으로 빛을 조사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배향공정이, 상기 수직 배향막을 상기 기판의 세로방향에 평행하게 러빙함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제1 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직 배향막이, 폴리이미드계, 신나메이트계, 칼콘계, 아조벤젠계 중에서 적어도 1개의 고분자를 포함한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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