KR20020086798A - 액정 표시소자의 스페이서 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것으로, 하부 유리기판 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 폴리 에스테르 기판으로 이루어진 전사필름을 형성한 다음 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하고, 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 떼어내는 간단한 방식을 통해 스페이서 패턴을 형성함에 따라 종래 포토레지스트막의 도포 및 현상에 따른 복잡한 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 스페이서 패턴의 두께와 형태를 매우 정밀하게 제어하여 균일하게 형성할 수 있으므로, 스페이서의 정렬마진을 향상시켜 액정 표시소자의 표시특성 저하를 방지함과 아울러 셀 갭의 오차를 최소화하여 휘도차에 따른 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기 본 발명에 의한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 대한 다른 실시예는 하부 유리기판 상에 스페이서 패턴을 형성하기 전에 러빙을 먼저 실시함에 따라 스페이서 패턴을 먼저 형성하는 경우에 비해 스페이서 패턴이 형성되는 영역 주변에도 균일한 러빙을 실시할 수 있게 되므로, 러빙 불량에 따른 빛샘 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정 표시소자의 스페이서 형성방법{METHOD FOR FORMING SPACER OF LIQUID CRYSTAL DIPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것으로, 특히 균일한 두께와 형태의 스페이서를 간단하게 형성할 수 있도록 한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 관한 것이다.
종래부터 액정 패널이나 터치 패널에는 2장의 기판 간격이 일정하게 유지되게 하기 위해 소정의 입자 직경을 갖는 유리비드, 플라스틱 비드 등의 스페이서 입자를 산포하고 있다. 이들 스페이서 입자는 유리 기판 상에 무작위로 산포되어 있기 때문에 유효 화소부 내에 상기 스페이서가 존재하면 스페이서가 비치거나, 입사광이 산란되어 액정 패널의 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다.
상기한 문제를 해결하기 위해 스페이서를 포토리소그래피(photolithography)로 형성시키는 방법이 제안되었다. 이 방법은 포토레지스트막을 기판에 도포하고, 소정의 마스크(mask)를 통하여 자외선을 조사한 다음 현상하여 도트(dot)나 스트라이프(stripe) 형태의 스페이서를 형성시킬 수 있기 때문에 유효 화소부 이외의 부분에 스페이서를 형성시킬 수 있게 되며, 셀 갭을 포토레지스트막의 두께로 조절할 수 있기 때문에 갭 폭의 조절이 용이하고, 정밀도가 높은 특징도 있다. 이와같은 종래 액정 표시소자의 스페이서 형성방법을 첨부한 도1a 내지 도1d의 수순단면도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1a에 도시한 바와같이 하부 유리기판(1) 상에 포토레지스트막(2)을스핀-코팅(spin-coating) 방법으로 도포한다.
그리고, 도1b에 도시한 바와같이 상기 포토레지스트막(2)에 마스크(미도시)를 사용하여 자외선을 선택적으로 조사한 다음 현상하여 포토레지스트막(2)의 패턴을 형성한다.
그리고, 도1c에 도시한 바와같이 상기 포토레지스트막(2)의 패턴이 형성된 하부 유리기판(1) 상에 러빙(rubbing)을 수행하여 후속 액정이 채워질 때, 원하는 배향을 갖도록 한다.
그리고, 도1d에 도시한 바와같이 상기 러빙이 수행된 하부 유리기판(1) 상에 상부 유리기판(3)을 합착한다.
그러나, 상기한 바와같은 종래 액정 표시소자의 스페이서 형성방법은 포토리소그래피법을 통해 포토레지스트막의 노광을 실시함에 따라 광원으로부터 거리가 멀어질수록 포토레지스트막의 현상후에 잔류하는 스페이서의 면적이 넓어지게 되고, 따라서 충분한 정렬마진이 없을 경우에는 스페이서가 빛 투과영역 상에 형성되어 표시특성을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 포토레지스트막을 스핀-코팅 방법으로 형성하게 되면, 회전 특성으로 인해 막의 중심부에서 가장자리로 갈수록 막 두께가 증가함에 따라 중심부 스페이서의 두께와 가장자리 스페이서의 두께가 약 0.1∼1.0㎛ 정도의 단차를 갖게 되고, 따라서 셀 갭의 오차가 발생하여 휘도차에 따른 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 균일한 두께와 형태의 스페이서를 간단하게 형성할 수 있는 액정 표시소자의 스페이서 형성방법을 제공하는데 있다.
도1a 내지 도1d은 종래 액정 표시소자의 스페이서 형성방법을 보인 수순단면도.
도2a 내지 도2e는 본 발명에 의한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 대한 일 실시예를 보인 수순단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
11:하부 유리기판12:전사필름
13:상부 유리기판
먼저, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 대한 일 실시예는 하부 유리기판 상부에 접착층(adhesion layer), 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름을 형성하는 공정과; 상기 전사필름 상에 선택적으로 열 이미징(thermal imaging) 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하는 공정과; 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 제거하여 스페이서 패턴을 형성하는 공정과; 상기 스페이서 패턴이 형성된 결과물 상에 러빙을 실시하는 공정과; 상기 러빙이 실시된 하부 유리기판 상에 상부 유리기판을 합착하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 대한 다른 실시예는 하부 유리기판 상에 러빙을 실시하는 공정과; 상기 러빙이 실시된 하부 유리기판 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름을 형성하는 공정과; 상기 전사필름 상에 선택적으로 열 이미징(thermal imaging) 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하는 공정과; 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 제거하여 스페이서 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법을 도2a 내지 도2e의 수순단면도를 일 실시예로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도2a에 도시한 바와같이 하부 유리기판(11) 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름(12)을 형성한다. 이때, 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름(12)은 미국특허 제5521035호에 제시되어 있으며, 빛을 열로 변환시키는 막의 상부에 투명층 또는 색상층이 추가 적층될 수 있고, 이와같은 전사필름(12)은 4.5㎛ 정도의 두께를 갖도록 하면, 두께 편차를 ±0.1㎛ 정도로 균일하게 제작할 수 있다.
그리고, 도2b에 도시한 바와같이 상기 전사필름(12) 상에 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의한다. 이때, 열 이미징 또는 레이저 전사는 가로/세로 : 1㎛/1㎛의 정사각형 영역을 거의 오차없이 정의할 수 있으므로, 일반적인 스페이서의 크기인 가로/세로 : 8㎛∼10㎛/8㎛∼10㎛의 패턴을 정확하게 정의할 수 있으며, 이와같이 열 이미징 또는 레이저 전사가 실시되면, 빛을 열로 변환시키는 막에 의해 지지필름층의 정의된 영역이 선택적으로 접착력을 갖게 된다.
그리고, 도2c에 도시한 바와같이 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름(12)을 선택적으로 제거하여 스페이서 패턴을 형성한다. 이때, 상기 지지필름층의 정의된 영역이 선택적으로 접착력을 갖게 되므로,단순히 전사필름(12)을 떼어 내는 방식으로 제거하여 간편하게 단차가 없고, 균일한 스페이서 패턴을 형성할 수 있게 된다.
그리고, 도2d에 도시한 바와같이 상기 스페이서 패턴이 형성된 결과물 상에 러빙을 실시하여 후속 액정이 채워질 때, 원하는 배향을 갖도록 한다.
그리고, 도2e에 도시한 바와같이 상기 러빙이 실시된 하부 유리기판(11) 상에 상부 유리기판(13)을 합착한다.
상기 본 발명의 일 실시예에서는 상기 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름(12)을 형성한 다음 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하고, 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름(12)을 제거하여 스페이서 패턴을 형성한 다음 러빙을 실시하였다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 하부 유리기판(11) 상에 러빙을 먼저 실시한 다음 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름(12)을 형성하고, 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의한 다음 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름(12)을 제거하여 스페이서 패턴을 형성할 수 있다.
종래에는 포토레지스트막을 기판에 도포하고, 소정의 마스크를 통하여 자외선을 조사한 다음 현상하여 도트나 스트라이프 형태의 스페이서를 형성시키는 포토리소그라피 기술을 사용하기 때문에 하부 유리기판 상에 러빙을 먼저 실시할 경우에는 포토레지스트막의 도포 및 현상에 의해 러빙이 파괴되어 액정의 배향 불량을유발하였으나, 본 발명에서는 하부 유리기판(11) 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름(12)을 형성한 다음 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하고, 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름(12)을 떼어내는 방식을 사용하기 때문에 러빙이 파괴될 염려가 없다.
따라서, 상기 본 발명의 다른 실시예와 같이 하부 유리기판(11) 상에 스페이서 패턴을 형성하기 전에 러빙을 먼저 실시할 수 있으며, 이와같이 러빙을 먼저 실시할 경우에는 스페이서 패턴을 먼저 형성하는 경우에 비해 스페이서 패턴이 형성되는 영역 주변에도 균일한 러빙을 실시할 수 있게 되므로, 러빙 불량에 따른 빛샘 현상을 제거할 수 있게 된다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법은 하부 유리기판 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름을 형성한 다음 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하고, 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 떼어내는 간단한 방식을 통해 스페이서 패턴을 형성함에 따라 종래 포토레지스트막의 도포 및 현상에 따른 복잡한 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 스페이서 패턴의 두께와 형태를 매우 정밀하게 제어하여 균일하게 형성할 수 있으므로, 스페이서의 정렬마진을 향상시켜 액정 표시소자의 표시특성 저하를 방지함과 아울러 셀 갭의 오차를 최소화하여 휘도차에 따른 달무리 형태의 얼룩이 나타나는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기 본 발명에 의한 액정 표시소자의 스페이서 형성방법에 대한 다른 실시예는 하부 유리기판 상에 스페이서 패턴을 형성하기 전에 러빙을 먼저 실시함에 따라 스페이서 패턴을 먼저 형성하는 경우에 비해 스페이서 패턴이 형성되는 영역 주변에도 균일한 러빙을 실시할 수 있게 되므로, 러빙 불량에 따른 빛샘 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 하부 유리기판 상부에 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름을 형성하는 공정과; 상기 전사필름 상에 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하는 공정과; 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 제거하여 스페이서 패턴을 형성하는 공정과; 상기 스페이서 패턴이 형성된 결과물 상에 러빙을 실시하는 공정과; 상기 러빙이 실시된 하부 유리기판 상에 상부 유리기판을 합착하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 스페이서 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름은 빛을 열로 변환시키는 막의 상부에 투명층 또는 색상층을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 스페이서 형성방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름은 떼어내는 방식으로 제거하는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 스페이서 형성방법.
  4. 하부 유리기판 상에 러빙을 실시하는 공정과; 상기 러빙이 실시된 하부 유리기판 상부에 접합층, 투명 유기막, 빛을 열로 변환시키는 막 및 지지필름층으로 이루어진 전사필름을 형성하는 공정과; 상기 전사필름 상에 선택적으로 열 이미징 또는 레이저 전사를 실시하여 스페이서 형성영역을 정의하는 공정과; 상기 열 이미징 또는 레이저 전사를 통해 정의되지 않은 영역의 전사필름을 제거하여 스페이서 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 스페이서 형성방법.
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