KR20060013808A - 액정표시소자용 기판의 세정방법 - Google Patents

액정표시소자용 기판의 세정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060013808A
KR20060013808A KR1020040062403A KR20040062403A KR20060013808A KR 20060013808 A KR20060013808 A KR 20060013808A KR 1020040062403 A KR1020040062403 A KR 1020040062403A KR 20040062403 A KR20040062403 A KR 20040062403A KR 20060013808 A KR20060013808 A KR 20060013808A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
substrate
liquid crystal
crystal display
alignment
Prior art date
Application number
KR1020040062403A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101048704B1 (ko
Inventor
박수현
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020040062403A priority Critical patent/KR101048704B1/ko
Publication of KR20060013808A publication Critical patent/KR20060013808A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101048704B1 publication Critical patent/KR101048704B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1316—Methods for cleaning the liquid crystal cells, or components thereof, during manufacture: Materials therefor

Abstract

본 발명은 배향막이 형성된 액정표시소자용 기판을 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용하여 세정을 수행하는 공정 및 상기 세정된 기판을 건조하는 공정을 포함하여 이루어진 액정표시소자용 기판의 세정방법에 관한 것으로서,
본 발명에 의하면 기판 상에 형성된 광분해 산물 등 이물질이 완전히 제거되어 잔상이 발생되지 않는다.
세정

Description

액정표시소자용 기판의 세정방법{Method of washing an substrate for liquid crystal display device}
도 1a 및 도 1b는 일반적인 액정표시소자의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자용 기판의 세정공정에 대한 개략도이다.
도 3a는 종래 방법에 따라 세정된 액정표시소자용 기판의 C-V 곡선이다.
도 3b는 본 발명에 따라 세정된 액정표시소자용 기판의 C-V 곡선이다.
본 발명은 액정표시소자용 기판의 세정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정의 초기배향을 위한 배향막을 형성한 후 기판을 세정하는 방법에 관한 것이다.
표시화면의 두께가 수 센치미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시소자(Flat Panel Display) 중에서 액정표시소자는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
액정표시소자는 일반적으로 컬러필터층이 형성된 컬러필터기판, 상기 컬러필 터 기판과 대향되며 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.
이와 같은 액정표시소자는 상기 액정층의 배향이 전압인가에 의해 변경되어 빛의 투과도가 조절됨으로써 화상이 재현되게 된다. 따라서, 전압인가를 위해서 상기 박막트랜지스터 기판 및/또는 컬러필터 기판에 전극이 형성되게 되는데, 박막트랜지스터 기판에 화소전극이 배치되고 컬러필터기판에 공통전극이 배치되어 양 기판 사이에 수직의 전계가 형성되는 경우도 있고, 박막트랜지스터 기판에 화소전극과 공통전극이 평행하게 배치되어 수평의 전계가 형성되는 경우도 있다.
도 1a는 전자의 경우의 액정표시소자의 분해 사시도를, 도 1b는 후자의 경우의 액정표시소자의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 1a에 따른 액정표시소자에 의하면, 박막트랜지스터 기판(10)에는 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(14)이 교차 형성되어 있고, 그 교차영역에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소전극(16)이 형성되어 있다. 또한 컬러필터기판(20)에는 빛의 누설을 방지하기 위한 차광층(22)이 형성되어 있고, 차광층(22) 사이에 R, G, B의 컬러필터층(24)이 형성되어 있으며, 그 위에 공통전극(25)이 형성되어 있다. 이 경우, 박막트랜지스터 기판(10)에 형성된 화소전극(16)과 컬러필터기판(20)에 형성된 공통전극(25) 사이에서 수직의 전계가 형성되고, 그에 따라 액정의 배향 방향이 조절되게 된다.
도 1b에 따른 액정표시소자에 의하면, 박막트랜지스터 기판(10)에는 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(14)이 교차 형성되어 있고, 그 교차영역에 박막트랜지스 터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소전극(16)이 형성되어 있다. 또한, 화소전극(16)과 평행하게 배열되도록 공통전극(18)이 형성되어 있다. 그리고, 컬러필터기판(20)에는 빛의 누설을 방지하기 위한 차광층이 형성되어 있고, 그 사이에 R, G, B의 컬러필터층이 형성되어 있다. 이 경우, 박막트랜지스터 기판(10)에 형성된 화소전극(16) 및 공통전극(18) 사이에서 수평의 전계가 형성되고, 그에 따라 액정의 배향 방향이 조절되게 된다.
상기 구조의 양 기판(10, 20)은 합착 되어 하나의 액정패널을 형성하며, 양 기판(10, 20) 사이에는 액정층이 형성되게 된다. 이때, 액정층이 양 기판(10, 20) 사이에서 임의로 배열되어 있으면 액정층의 일관된 분자배열을 얻기가 어려우므로, 박막트랜지스터기판(10) 및/또는 컬러필터기판(20)에 액정의 초기 배향을 위한 배향막(미도시)이 형성된다.
상기 배향막은 주로 러빙배향법에 의해 형성되고 있다.
러빙배향법은 기판 상에 폴리이미드와 같은 유기 고분자를 박막의 형태로 도포한 후, 러빙포가 감겨진 러빙롤을 회전시켜 유기 고분자를 문지름으로써 유기 고분자의 측쇄(side chain)를 일정방향으로 정렬시키는 방법이다. 유기 고분자의 측쇄가 정렬된 방향으로 액정이 배향되게 되며, 따라서, 러빙롤의 이동방향이 액정의 배향방향이 되는 것이다.
그러나, 러빙배향법은 러빙포와 기판과의 마찰에 의해 수행되므로 먼지가 발생될 수 있으며, 또한 정전기가 형성되어 파티클이 기판 상에 부착될 수 있다. 따라서, 러빙배향법을 수행한 후에는 기판 상에 형성된 상기 먼지 및 파티클 등의 이 물질을 제거하는 세정공정이 수행된다. 상기 러빙배향 후 수행되는 기판의 세정공정은 주로 순수(Deionized Water : DI Water)를 이용하여 행해지고 있다.
한편, 러빙배향법은 러빙롤과 기판간의 물리적인 접촉에 의해서 수행되기 때문에, 하기와 같이 빛샘의 문제가 발생될 가능성이 크다.
첫째, 러빙포의 배열이 흐트러질 경우 빛샘의 문제가 발생될 수 있다.
기판 위에는 박막트랜지스터, 컬러필터층, 및 전극층과 같은 구조물이 형성되어 있으므로(도 1a 및 도 1b 참조), 러빙롤이 기판 위에 형성된 상기 구조물 위를 회전할 때 러빙롤에 감겨진 러빙포의 일부에서 그 배열이 흐트러질 수 있다. 그와 같이 러빙포가 흐트러지면 흐트러진 러빙포에 의해 러빙된 영역은 유기 고분자의 측쇄(side chain)가 정렬되지 못하게 되어, 결국, 그 영역에서 액정의 배향이 균일하지 못하여 빛샘이 발생되게 된다.
둘째, 러빙포가 기판과 접촉하지 못할 경우 빛샘의 문제가 발생할 수 있다.
기판 위에는 화소전극 및 공통전극과 같은 전극층이 형성되어 있다(도 1a 및 도 1b 참조). 따라서, 전극층의 단차로 인해서 러빙포가 기판과 접촉하지 못하는 영역이 생기게 된다. 이 경우는 그 영역에서 액정의 배향이 이루어지지 못하게 되어 결국 빛샘 현상이 발생되게 된다.
이와 같이, 러빙배향법은 러빙롤과 기판간의 물리적인 접촉에 의하기 때문에 빛샘 현상이 발생되는 문제점이 있다. 그리하여, 최근에는 이러한 러빙배향법의 문제점을 해결하기 위하여 물리적인 접촉이 요하지 않는 배향막의 제조 방법이 다각적으로 연구되고 있다.
그 중에서도 UV를 고분자 필름에 조사함으로써 배향막을 제조하는 광배향법이 제안되었다. 액정 배향이 일어나기 위해서는 배향막이 구조적인 비등방성을 가져야 하는데, 이러한 비등방성은 고분자 필름이 UV에 의해 비등방적으로 반응함으로써 얻어질 수 있다.
광배향법은 사용되는 배향물질의 UV에 대한 반응의 종류에 따라 광분해(photo-decomposition), 광이성화(photo-isomerization), 광경화(photo- dimerization) 등으로 나눌 수 있다.
광분해 반응을 예로 들어 설명하면, 고분자 배향물질에 편광된 UV를 조사하면 편광방향에 위치한 측쇄의 결합이 분해되어 결국 편광방향에 수직한 방향의 측쇄 만이 남게 되어 그 방향으로 액정이 배향될 수 있게 되는 것이다.
그러나, 광분해 반응과 같은 광배향법을 사용할 경우는 고분자 배향물질의 측쇄의 결합이 분해되기 때문에 분해된 측쇄 물질을 제거하지 않을 경우에는 그로 인해 잔상 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 분해된 측쇄물질을 제거하는 세정공정을 수행해야 하는데, 순수를 사용하는 종래의 세정공정으로는 상기 분해된 측쇄물질의 제거가 완전하지 못하다. 따라서, 광배향법에 의한 배향막이 형성된 기판을 세정하는 새로운 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 광배향법에 의해 배향막이 형성된 기판을 세정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 러빙배향법과 광배향법이 함께 적용되어 배향막이 형 성된 기판을 세정하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 광배향법은 상기 러빙배향법과 관련된 문제점은 해결할 수는 있지만, 앵커링 에너지(anchoring energy)가 낮은 치명적인 결함이 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 러빙배향법은 전술한 바와 같이 유기 고분자의 측쇄(side chain)가 일정방향으로 정렬되므로 측쇄와 액정간의 화학적 상호작용(chemical interaction)에 의해 액정의 배향이 조절될 뿐만 아니라, 러빙에 의해 기판 표면에 규칙적인 그루브(groove)가 생성되기 때문에 그루브와 액정간의 기계적 상호작용(mechanical interaction)에 의해서도 액정의 배향이 조절된다. 그에 반하여 광배향법은 기판 표면에 그루브는 생성되지 않고 오직 광반응에 의한 고분자 필름과 액정간의 화학적 상호작용(chemical interaction)에 의해서만 액정의 배향이 조절된다. 따라서, 광배향법은 러빙배향법에 비해 앵커링 에너지가 낮으며 잔상이 발생되는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명자는 상기 러빙배향법 및 광배향법의 문제점들을 모두 해결할 수 있는 방안으로서, 러빙배향법과 광배향법을 동시에 적용하는 방법에 대해서 연구하였다. 즉, 러빙배향법의 경우 러빙포의 배열이 흐트러질 경우 또는 러빙포가 기판과 접촉하지 못할 경우에 그 영역에서 기판에 도포된 배향물질이 일정한 배향방향으로 정렬되지 못하게 되므로, 본 발명자는 상기 러빙배향법에 의해 정렬되지 못하는 배향물질을 광배향법을 사용하여 정렬시키도록 고안함으로써 종래 러빙배향법과 광배향법의 문제를 동시에 해결할 수 있다는 결과를 얻었다.
이와 같은 러빙배향법과 광배향법이 함께 적용된 경우에 있어서도 고분자 배 향물질의 분해산물이 기판 상에 오염물질로 형성되므로 그와 같은 오염물질이 형성된 기판을 세정하는 새로운 방법이 요구되는 바, 본 발명의 다른 목적은 러빙배향법과 광배향법이 함께 적용되어 배향막이 형성된 기판을 세정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 배향막이 형성된 액정표시소자용 기판을 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용하여 세정을 수행하는 공정; 및 상기 세정된 기판을 건조하는 공정을 포함하여 이루어진 액정표시소자용 기판의 세정방법을 제공한다.
본 발명자는 광배향법에 의해 배향막이 형성될 때 광조사에 의한 고분자 배향막의 분해산물은 종래에 사용되던 순수로는 완전히 제거되지 않는다는 것을 확인하였고, 이에 여러 시험을 거친 결과 유기용매를 포함하는 세정액을 적용할 경우 상기 고분자 배향막의 분해산물이 거의 완전히 제거됨을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
여기서, 상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정, 및 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 캐비테이션 제트(Cavitation-jet) 공정으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공 정, 및 메가소닉(Mega-sonic) 세정 공정으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정, 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 캐비테이션 제트(Cavitation-jet)공정, 및 메가소닉(Mega-sonic) 세정 공정으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 건조공정은 스핀 건조 공정 및 오븐 공정으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 세정 공정 전에 기판 하부면의 브러시 세정 공정이 추가될 수 있다.
상기 세정액 조성물은 유기용매로 이루어지거나, 또는 유기용매와 순수의 혼합용매로 이루어질 수 있다. 혼합용매의 경우는 유기용매와 순수가 99 : 1 ~ 1 : 99의 비율로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 유기용매는 이소프로필알콜(IPA) 또는 암모니아수인 것인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 에틸 글리콜, 프로필 글리콜, 부틸 글리콜, 에틸 디글리콜, 부틸 디글리콜, n-펜탄, 아세톤, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, n-헵탄, 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤, 이소부틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, sec-부틸 알콜, 2-에톡시에탄올, 메틸 n-아밀 케톤, 2-에톡시 에틸 아세테이트, n-디케인, 2-부톡시 에탄올, 이소포론으로 구성된 군에서 선택된 용매가 사용될 수 있다.
상기 배향막은 광배향법에 의해 형성된 것일 수도 있고, 러빙배향법과 광배향법의 조합에 의해 형성된 것일 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자용 기판의 세정공정에 대한 개략도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 기판의 세정공정은 크게 습식 공정 및 건조 공정으로 이루어진다.
상기 습식 공정은 브러시 세정공정, 샤워공정, 캐비테이션 제트(Cavitation-jet)공정, 및 메가소닉(Mega-sonic) 공정을 포함할 수 있다.
상기 습식 공정은 샤워 공정을 기본으로 하고, 샤워 공정으로 고분자 분해 산물 또는 그 밖의 이물질이 완전히 제거되지 못할 경우에 추가로 캐비테이션 제트 공정 및/또는 메가소닉 공정이 추가될 수 있다. 상기 브러시 세정공정은 기판의 상부면에 생성된 고분자 배향막 분해 산물을 제거하는 공정은 아니고, 기판의 하부면에 생성된 먼지 기타 이물질을 제거하기 위한 공정으로서, 필요에 따라 적용할 수 있다. 이하, 각각의 공정별로 설명한다.
상기 샤워공정은 습식 공정의 기본 공정으로 유기용매를 포함하는 세정액 조성물로 배향막이 형성된 기판을 샤워 세정하는 공정이다. 상기 세정액 조성물은 유기용매 단독으로 이루어질 수도 있고, 유기용매와 순수의 혼합용매로 이루어질 수도 있다. 혼합용매의 경우는 유기용매와 순수가 99 : 1 ~ 1 : 99의 비율로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 유기용매는 이소프로필알콜(IPA) 또는 암모니아수인 것인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 에틸 글리콜, 프로필 글리콜, 부틸 글리콜, 에틸 디글 리콜, 부틸 디글리콜, n-펜탄, 아세톤, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, n-헵탄, 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤, 이소부틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, sec-부틸 알콜, 2-에톡시에탄올, 메틸 n-아밀 케톤, 2-에톡시 에틸 아세테이트, n-디케인, 2-부톡시 에탄올, 이소포론으로 구성된 군에서 선택된 용매가 사용될 수 있다.
상기 캐비테이션 제트(Cavitation-jet)공정은 탱크에 용매를 채운 후 피스톤으로 압력을 가함으로써 고압으로 분산되는 용매에 의해 기판을 세정하는 공정으로, 상기 샤워공정에 비하여 미세한 이물질까지 제거가 가능하다. 캐비테이션 제트 공정에 사용되는 용매는 상기 샤워공정에서 사용한 유기용매를 포함하는 세정액이 바람직하다.
상기 메가소닉 공정은 흐르는 용매에서 MHz대의 진동에 의해 기판 상의 미립자를 제거하는 공정으로서, 보다 구체적으로는 기판과 기판 상의 미립자는 용매 내에서 고유진동수 차이에 미끌림이 발생되는데 그 미끌림에 의해 발생되는 틈새로 용매가 침투하여 기판으로부터 미립자가 제거되는 것이다. 상기 용매로는 순수가 사용될 수 있다.
상기 캐비테이션 제트(Cavitation-jet)공정 및 메가소닉 공정은 필요에 따라 어느 하나 만을 선택하여 적용할 수 있으며, 양자 모두 적용할 수도 있다. 양자 모두 적용할 경우 그 적용순서는 특별히 제한되지 않고, 캐비테이션 제트 공정을 먼저 적용할 수도 있고, 메가소닉 공정을 먼저 적용할 수도 있다.
상기 브러시 세정공정은 세정에 필요한 용매를 분사하면서 브러시를 회전시켜 비교적 큰 입자의 이물질을 제거하는 공정으로, 상기 용매로는 상기 샤워공정에 사용되는 유기용매를 포함하는 세정액 조성물이 적용될 수도 있으나, 순수가 적용될 수도 있다.
이와 같은 습식 공정을 통해 기판 상의 고분자 분해 산물이 완전히 제거될 수 있으며, 제거 효율을 고려할 때 습식 공정의 시간을 늘리는 것이 바람직하나 생산성을 고려해야 하므로 습식 공정 시간은 1분 내지 20분 정도가 바람직하다.
습식 공정이 완료되면 세정액 조성물을 건조하는 건조공정이 수행된다.
상기 건조공정은 스핀 건조 공정 및 오븐 공정을 포함할 수 있다.
상기 스핀 건조 공정은 기판을 약 2200 내지 2500rpm의 고속으로 회전시킴으로써, 상기 습식 공정에 의해 기판 상에 남아있는 세정액을 원심력에 의해 기판으로부터 이탈시키는 공정이다.
상기 오븐 공정은 스핀 건조된 기판에 열을 가하여 세정액을 완전히 제거하는 공정으로, 약 70 내지 90℃범위로 1차 오븐공정을 수행하고 약 120 내지 140℃로 2차 오븐공정을 수행하는 2단계 오븐공정이 바람직하다. 오븐 공정 온도는 상기 습식 공정에서는 적용되는 세정액의 끓는점을 고려하여 선택한다.
이상 설명한 각각의 공정은 당업계에 공지된 공정 장비를 통해 수행할 수 있다.
한편, 상기 세정공정에 적용되는 액정표시소자용 기판은 그 표면에 배향막이 형성된 기판으로서, 상기 배향막은 광배향법에 의해 형성된 것이거나, 또는 러빙배향법과 광배향법의 조합에 의해 형성된 것이다.
이하, 러빙배향법과 광배향법의 조합에 의해 형성되는 배향막에 대해서 설명 하기로 한다.
광배향법은 현재까지의 기술에 의하면 러빙배향법에 비해 앵커링 에너지가 낮으며 잔상이 발생되는 문제가 발생되어 현재 주요 생산라인에서는 러빙배향법이 주로 적용되고 있다. 그러나, 러빙배향법 또한 기판의 사이즈가 커질 경우에는 빛샘 발생의 문제를 극복하기 어렵기 때문에 본 발명자는 러빙배향법과 광배향법을 조합하는 방법을 고안하였다.
즉, 러빙배향법에서는 러빙포의 배열이 흐트러질 경우 또는 러빙포가 기판과 접촉하지 못할 경우에 그 영역에서 기판에 도포된 배향물질이 일정한 배향방향으로 정렬되지 못하게 되므로, 본 발명자는 상기 러빙배향법에 의해 정렬되지 못하는 배향물질을 광배향법을 사용하여 정렬시키도록 고안한 것이다.
이때, 광배향법 적용시 UV 조사공정은, 상기 배향물질이 도포된 기판의 전면에 수행될 수도 있고, 상기 배향물질이 도포된 기판 상의 단차 발생 영역에만 수행될 수도 있다. 즉, 러빙포가 기판과 접촉하지 못하는 경우는 기판에 단차가 형성된 경우이므로 단차 형성영역에만 UV를 조사할 수도 있고, 기판에 단차가 형성됨과 더불어 러빙포의 배열이 흐트러진 경우에는 기판의 전면에 UV를 조사할 수도 있다.
상기 단차 형성영역에만 편광된 UV를 조사하는 경우에 있어서, 단차 형성영역은 기판이 박막트랜지스터 기판인지 또는 컬러필터 기판이지에 따라 상이하며, 또한 동일한 기판일 경우도 액정표시소자가 TN모드인지 또는 IPS모드인지 등에 따라서도 상이하게 된다.
또한, 상기 러빙 공정과 UV 조사공정은 동시에 수행될 수도 있고, 러빙 공정 이 UV 조사 공정 전에 수행될 수도 있고, UV 조사 공정이 러빙 공정 전에 수행될 수도 있다.
상기 배향막은 러빙배향법 및 광배향법이 동시에 적용될 수 있는 물질이면 어느 것이나 가능하지만, 바람직하기로는 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹 에시드(Polyamic acid), 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 및 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)에서 선택된 고분자물질이 사용된다.
도 3a는 종래 방법에 따라 세정된 기판의 C-V 곡선을 나타낸 것이고, 도 3b는 본 발명에 따라 세정된 기판의 C-V 곡선을 나타낸 것이다.
도 3a는 러빙배향법과 광배향법에 의해 배향막이 형성된 IPS 모드형 박막트랜지스터기판에 순수만을 사용하여 샤워공정을 수행하고 건조한 후, 전압인가에 따른 전기용량 변화를 측정한 것이다.
도 3b는 러빙배향법과 광배향법에 의해 배향막이 형성된 IPS 모드형 박막트랜지스터기판에 이소프로필알콜(IPA)과 순수를 1:1로 하여 샤워공정을 수행하고 건조한 후, 전압인가에 따른 전기용량 변화를 측정한 것이다.
도 3a 및 도 3b에서, 히스테리시스(hysterisis)양이 가장 큰 부분의 좌우 값의 평균값을 취하여 R-DC값을 정하였다(즉, R-DC = (x+y)/2). 도 3a의 경우는 R-DC 값이 130mV인 반면 도 3b의 경우는 R-DC값이 50mV로 매우 큼을 확인하였다.
즉, 도 3a의 경우는 히스테리시스양이 매우 큰 바 잔상이 많이 나타남을 알 수 있으며, 도 3b는 히스테리시스양이 매우 작은 바 잔상이 거의 나타나지 않음을 알 수 있다. 그와 같은 결과로부터, 종래와 같이 순수만으로 세정한 기판에 비해 본 발명과 같이 IPA와 같은 유기용매를 사용하여 세정한 기판이 세정효과가 훨씬 뛰어나 잔상이 발생되지 않음을 알 수 있다.
상기 본 발명에 따라 세정된 액정표시소자는 기판 상에 형성된 광분해 산물 등 이물질이 완전히 제거되어 잔상이 발생되지 않는다.

Claims (16)

  1. 배향막이 형성된 액정표시소자용 기판을 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용하여 세정을 수행하는 공정; 및
    상기 세정된 기판을 건조하는 공정을 포함하여 이루어진, 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정; 및
    유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 캐비테이션 제트(Cavitation-jet) 공정 또는 메가소닉(Mega-sonic) 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세정공정은 유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 샤워공정;
    유기용매를 포함하는 세정액 조성물을 이용한 캐비테이션 제트(Cavitation- jet)공정; 및
    메가소닉(Mega-sonic) 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 건조공정은 스핀 건조 공정 및 오븐 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 세정 공정 전에 기판 하부 면의 브러시 세정 공정이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  7. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 조성물은 유기용매만으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  8. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 조성물은 유기용매와 순수가 99 : 1 ~ 1 : 99의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  9. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기용매는 이소프로필알콜(IPA) 또는 암모니아수인 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  10. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, n-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 에틸 글리콜, 프로필 글리콜, 부틸 글리콜, 에틸 디글리콜, 부틸 디글리콜, n-펜탄, 아세톤, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, n-헵탄, 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤, 이소부틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, sec-부틸 알콜, 2-에톡시에탄올, 메틸 n-아밀 케톤, 2-에톡시 에틸 아세테이트, n-디케인, 2-부톡시 에탄올, 이소포렌으로 구성된 군에서 선택된 용매인 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향막은 광배향법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향막은 러빙배향법과 광배향법의 조합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배향막은 러빙배향법이 수행된 후 광배향법이 수행되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 배향막은 광배향법이 수행된 후 러빙배향법이 수행되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 배향막은 러빙배향법과 광배향법이 동시에 수행되어 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배향막은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아믹 에시드(Polyamic acid), 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate), 폴리아조벤젠(polyazobenzene), 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리스틸렌(Polystylene), 폴리페닐렌프탈아미드(Polyphenylenephthalamide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(Polyurethane), 및 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)로 구성된 군에서 선택된 고분자물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 기판의 세정방법.
KR1020040062403A 2004-08-09 2004-08-09 액정표시소자용 기판의 세정방법 KR101048704B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040062403A KR101048704B1 (ko) 2004-08-09 2004-08-09 액정표시소자용 기판의 세정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040062403A KR101048704B1 (ko) 2004-08-09 2004-08-09 액정표시소자용 기판의 세정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060013808A true KR20060013808A (ko) 2006-02-14
KR101048704B1 KR101048704B1 (ko) 2011-07-14

Family

ID=37122967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040062403A KR101048704B1 (ko) 2004-08-09 2004-08-09 액정표시소자용 기판의 세정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101048704B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841361B1 (ko) * 2006-11-10 2008-06-26 삼성에스디아이 주식회사 기판 세정 방법
US8624423B2 (en) 2009-06-13 2014-01-07 Young-Dae Ju Blade configurations for wind power converting apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW515926B (en) * 1996-07-10 2003-01-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal alignment film and method for producing the same, and liquid crystal display apparatus using the same and method for producing the same
WO1998054617A1 (fr) * 1997-05-26 1998-12-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Couche a alignement de cristaux liquides et son procede de fabrication; afficheur a cristaux liquides comportant ladite couche et son procede de fabrication
KR19990075709A (ko) * 1998-03-24 1999-10-15 손욱 액정표시장치와 그 제조방법
JP3517585B2 (ja) * 1998-04-23 2004-04-12 株式会社アドバンスト・ディスプレイ 液晶表示パネルの製造方法およびこれに用いられる洗浄装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841361B1 (ko) * 2006-11-10 2008-06-26 삼성에스디아이 주식회사 기판 세정 방법
US8624423B2 (en) 2009-06-13 2014-01-07 Young-Dae Ju Blade configurations for wind power converting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR101048704B1 (ko) 2011-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4775225A (en) Liquid crystal device having pillar spacers with small base periphery width in direction perpendicular to orientation treatment
CN103091903B (zh) 光分解型配向膜的制备方法、液晶显示基板和装置
JP4274713B2 (ja) 液晶表示装置および光学素子、並びにこれらの製造方法
JPS6030926B2 (ja) 液晶セルの表面整列法
JP2006350347A (ja) 液晶表示素子及びその製造方法
KR19990007216A (ko) 액정표시장치의 제조방법 및 기판세정방법
KR20010024339A (ko) 액정배향막과 그 제조방법 및 그것을 이용한액정표시장치와 그 제조방법
JPS6327817A (ja) 液晶素子
CN104834118A (zh) 液晶显示装置的制造方法和制造装置
JP6541885B2 (ja) 表示パネルの作製方法及び液晶表示装置
KR101048704B1 (ko) 액정표시소자용 기판의 세정방법
KR19980057643A (ko) 배향막, 그 형성방법 및 상기 배향막을 구비한 액정표시소자
US6682786B1 (en) Liquid crystal display cell having liquid crystal molecules in vertical or substantially vertical alignment
JP3099825B1 (ja) 液晶表示素子とその製造方法
KR101166831B1 (ko) 액정표시소자의 제조방법 및 제조장치
JP3130570B2 (ja) 液晶表示素子
JPH11218763A (ja) 液晶表示素子の製造方法
JPH0784266A (ja) 液晶表示素子の製造方法
KR100245052B1 (ko) 액정표시소자의 배향막 및 배향처리 방법
KR20070066234A (ko) 액정표시패널, 이의 제조 방법 및 이에 사용되는 배향막의제조 방법
JP3301960B2 (ja) 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
KR0142466B1 (ko) 블로킹 패턴을 형성한 액정 표시장치
KR100769192B1 (ko) 액정표시소자용 배향막 형성방법 및 형성장치, 및 그를이용한 액정표시소자의 제조방법
JPH07119912B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
JP2001296528A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190617

Year of fee payment: 9