KR20060015169A

KR20060015169A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060015169A
Application number: KR1020040064019A
Authority: KR
Inventors: 김현욱; 유재진; 최낙초
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-02-16

Abstract

본 발명의 액정 표시 장치 제조 방법은 기판 상의 투명 전극 패턴에 따라 배향막 재료를 주사하는 단계, 상기 패턴에 따라 부착된 배향막 재료를 베이크하여 일정한 경사도를 갖는 배향막 프로파일을 완성하는 단계를 포함하며, 이에 따라 일정 경사도에 따른 초기 액정 배향으로 인해 응답 속도가 개선된다.

응답 속도, 배향막, 잉크젯 분사 방법, 슬릿 마스크, 전극 패턴

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND Manufacturing method THEREof}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정 중 제1 단계를 나타내는 도면이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정 중 제2 단계를 나타내는 도면이고,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정 중 제3 단계를 나타내는 도면이고,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정 중 제1 단계를 나타내는 도면이고,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정 중 제2 단계를 나타내는 도면이고,

도 6는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 패널의 단면도로서, 전압 인가시와 전압 무인가시 액정 분자가 전계에 반응하여 움직이는 양상을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 12: 화소 전극

14: 화소 전극 패턴부 20: 배향액

22, 24, 26: 배향막 30: 슬릿 마스크

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속의 응답 속도를 갖는 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 몇 년 사이 액정 표시 장치 관련 기술이 급속히 발전하면서 기존의 TN 모드 외에, IPS, PVA, MVA 등 다양한 모드 방식을 채용한 제품이 양산되고 있다. 이 중 PVA 모드 방식을 채용한 액정 표시 장치의 경우 블랙 표시 상태에서 빛샘이 거의 없어, 타 모드를 채용한 액정 표시 장치에 비해 높은 대비비를 가지며 이에 따라 화면의 선명도가 탁월한 특징을 갖는다.

그런데, 최근 TV는 물론 모니터, 무선 단말기 등에 채용되는 디스플레이에 대해서도보다 고품위의 동화상 화질이 점점 요구되고 있다. 이러한 동화상 표시의 개선에 있어 액정 표시 장치의 경우 액정의 응답 속도가 중요한 관건이 된다.

통상 액정의 응답 속도는 액정에 온 전압이 인가될 때의 상승 시간(rising time) 및 오프 전압이 인가될 때의 하강 시간(falling time)이 주요한 인자가 된다.

PVA 모드의 경우 전압 무인가 시(또는 오프 전압 인가 시) 액정의 장축 방향 이 패널 양 기판면에 수직 방향으로 정렬하고, 소정의 계조 전압이 인가되면 패널 기판면에 수평한 방향 쪽으로 회전하게 된다. 이 때의 액정 응답 속도는 상승 시간에 관계된다. 본 발명의 기술적 과제는 액정 표시 장치의 응답 속도, 특히 상승 시간에 관계된 응답 속도 향상을 목적으로 한다.

상승 시간 개선을 위한 가장 이상적인 방법은 시야각 개선을 위해 나뉘어진 각 도메인(domain)을 전압 인가 시 액정이 스위칭되는 방향으로 러빙해주는 것이다. 하지만, 이 경우는 러빙 공정이 추가될 뿐 아니라, 현실적으로 러빙을 위해 추가 마스크가 요구되며, 그 공정조차도 쉽지 않은 단점이 있다. 또 다른 방법으로는 광배향막을 사용하여 광조사하는 방법이지만, 이 역시 현실적으로 불가능한 면이 많다. 따라서, 러빙 공정없이도 액정을 스위칭 방향으로 초기 선경사각 시킬 수 있는 배향 공정이 요구된다.

이에 따라 본 발명은 아래에 설명하는 바와 같이 잉크젯 PI 프린트 방식이나 슬릿 마스크를 적용한 PI 주사 방식에 의해 동일 표면에서 배향막 두께를 조절하여 삼각형 모양의 배향막 프로파일을 만들어 초기 액정 선경사각을 조절하는 방식을 구현하고자 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면과 함께 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 도면이다.

제1 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 방법은 가령 잉크젯 분사 방식을 적 용한다. 그러나, 본 실시예의 제조 방법은 반드시 잉크젯 분사 방식에 한하지 않으며, 소정량의 배향막 재료(PI)의 액적을 패턴에 따라 소량 적하할 수 있는 다른 방식이라도 무관하다.

도 1을 참고하면, 화소 전극(12)이 형성된 기판(10) 상에 잉크젯 프린트 방식 등을 적용하여 주입 노즐(도시 생략)로부터 폴리이미드(polyimide, PI) 따위의 배향막 재료의 액적(20)이 화소 전극(12) 사이의 간격 또는 화소 전극(12)의 절개부(14)를 따라 주사되고 있다. 화소 전극(12)과 기판(10) 사이의 상세 구조는 생략한다.

도 2를 참고하면, 주사된 PI 용액은 화소 전극(12) 표면으로 퍼져 나가는데, 용액의 점도를 적절하게 조절하면 용액이 전 표면을 고르게 적시지 않고 삼각형의 산(22)을 이루게 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 산(22)과 같은 형태로 있던 배향액은 베이크(bake) 공정을 거치면서 그림과 같이 화소 전극(12)의 표면을 따라 퍼져서 높이가 낮아져 배향막(24)이 된다. 이때 화소 전극(12)의 표면과 배향막(24)이 이루는 각도(θ)는 1도 이상이 되도록 하는 것이 바람직하며 이를 위해서는 초기에 주사하는 배향액(20)의 양을 적절하게 조절하여야 한다. 이와 같이 배향막(24)의 표면이 기울어지면 그 위에 위치하게 될 액정 분자(도시하지 않음) 또한 기울어져 1도 이상의 선경사각을 가지게 된다.

이하, 본 발명의 제2 실시예로서, 마스크를 사용한 배향막 형성 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 4를 참고하면, 먼저 절개부(14)를 가지고 있는 화소 전극(12)이 형성되어 있는 기판(10) 상에 감광성 배향막 재료(26)를 도포한다. 그 후 도 5에 도시한 바와 같이 마스크(30)를 기판(10)에 정렬하고 노광한다. 마스크(30)는 복수의 슬릿(31)을 포함하며 슬릿(31) 사이의 간격은 절개부(14)에 대응하는 곳에서부터 바깥으로 갈수록 좁아진다. 따라서 배향막 재료(26)는 절개부(14)에 위치한 부분에서 바깥 쪽으로 갈수록 빛을 많이 받는다. 베이크 공정을 거치면 절개부(14) 중앙에 정점이 있으며 바깥 쪽으로 갈수록 두께가 주는 삼각형 모양의 산과 같은 형태의 배향막(28)이 완성된다.

이상의 설명에서는 화소 전극이 형성된 기판 상에 배향막을 형성하는 경우를 설명하였지만, 대향 전극이 형성된 기판 상에 배향막을 형성하는 경우에도 마찬가지로 본 발명이 적용될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 이러한 공정으로 완성된 액정 표시 장치의 단면을 도시하고 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(12)과 하부 배향막(24, 28)이 형성되어 있는 하부 기판(10), 공통 전극(52)과 상부 배향막(60)이 형성되어 있는 상부 기판(50), 그리고 두 배향막(24, 28, 60) 사이에 위치하는 액정 분자(100)를 포함한다. 화소 전극(12)과 공통 전극(52)은 교대로 배열되어 있는 절개부를 가지고 있으며, 배향막(24, 28, 60)은 수직 배향막으로서 절개부의 중심에 정점을 둔 삼각형의 산 모양을 취하고 있다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 화소 전극(12)과 공통 전극(52) 사이에 전계가 없을 때, 액정 분자(100)들은 배향막(24, 28, 60)의 표면에 대하여 수직으로 배열되어 기판(10, 50)의 표면에 대하여 경사지게 되며 이 각도를 선경사각이라 한다. 액정 분자(100)의 선경사 방향은 인접한 절개부 사이 또는 배향막(24, 28, 60)의 정점과 그 바닥 사이에서는 일정하며, 절개부 또는 배향막(24, 28, 60)의 정점과 그 바닥점에서 방향이 바뀐다.

따라서 도 6b에 도시한 바와 같이 화소 전극(12)과 공통 전극(52) 사이에 전계가 생성되면, 모든 액정 분자(100)들은 선경사에 의하여 정해진 방향에 따라 흐트러짐이나 충돌 없이 일사불란하게 기울어진다.

이상, 몇가지 실시예들에 의해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예에 한하지 않으며, 본 발명의 구성에 대한 변형물 내지는 등가물에 대해서도 본 발명의 기술 사상이 적용될 수 있음은 당업자에 자명하다.

본 발명에 따르면, 액정 표시 장치의 각 위치별로 배향막 두께를 조절하여 추가 마스크 공정없이 액정의 초기 선경사각을 발생하게 하는 삼각형 프로파일을 형성함으로써 액정 표시 장치의 응답 속도가 개선된다.

Claims

기판 상의 형성되어 있는 전극의 절개부를 따라 배향막 재료를 주사하는 단계, 그리고

상기 배향막 재료를 베이크하여 일정한 경사도를 갖는 배향막을 완성하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법.
제1항에서,

상기 배향막 재료를 주사하는 단계는 잉크젯 주사 방식으로 행하여 지는 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법.
기판 상에 형성되어 있으며 전극 상에 감광성 배향막 재료를 도포하는 단계,

상기 기판 상에 슬릿 마스크를 정렬하는 단계, 그리고

상기 슬릿 마스크를 통해 상기 배향막 재료를 노광하는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법
제3항에서,

상기 배향막 재료를 베이크하여 일정한 경사도를 갖는 배향막을 완성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법.
제5항에서,

상기 전극은 절개부를 가지며 상기 배향막은 상기 절개부의 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 두께가 작아지는 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법.
기판,

상기 기판 위에 형성되어 있는 전계 생성 전극, 그리고

상기 전계 생성 전극 위에 형성되어 있으며 위치에 따라 두께가 다른 배향막

을 포함하는 액정 표시 장치용 기판.
제6항에서,

상기 전계 생성 전극은 절개부를 포함하며 상기 배향막은 상기 절개부의 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 작아지는 액정 표시 장치용 기판.