KR20060127325A - 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배향 물질층 증착 장비 및 배향 장치를 이용하여 편광막을 형성하는 액정표시장치의 제조방법을 개시하며, 개시된 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계; 상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계; 상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계; 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 상기 임의의 축 방향을 따라 요오드 분자들 및 염료 분자들이 나란하게 배열되는 것에 의해 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성하는 단계; 및 상기 편광막이 형성된 기판 결과물을 뒤집은 상태로 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 제조방법{Method for fabricating liquid crystal display}
도 1은 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 유리기판 22 : 하지층
24 : 배향 물질층 24a : 배향막
26 : 편광 물질층 26a : 편광판
30a,30b : 이온 빔
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배향 물질층 증착 장비 및 배향 장치를 이용한 편광막 형성방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 경박단소하고 저전압구동 및 저전력소모라는 장점을 바탕으로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신할 표시장치로서 개발되어져 왔다. 특히, 각 화소가 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)에 의해 개별 구동되는 액정표시장치, 즉, 박막트랜지스터 액정표시장치는 CRT에 필적한만한 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였기에, 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 최근에 들어서는 TV 시장에서도 각광 받고 있다.
이러한 박막트랜지스터 액정표시장치는 전형적으로 박막트랜지스터 및 화소전극이 구비된 하부기판과 컬러필터 및 상대전극이 구비된 상부기판이 액정층의 개재하에 합착되어진 구조를 갖는다.
자세하게, 도 1은 종래의 액정표시장치를 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 하부유리기판(1)과 상부유리기판(5)이 대향 배치되어 있다. 상기 하부유리기판(1)의 내측면 상에는 화소전극(2)이 구비되어 있고, 상기 상부유리기판(5)의 내측면 상에는 상대전극(6)이 구비되어 있다.
상기 화소전극(2)을 포함한 하부유리기판(1)의 내측면 최상부와 상기 상대전극(6)을 포함한 상부유리기판(5)의 내측면 최상부 각각에는 배향막(3, 7)이 배치되어 있으며, 상기 하부유리기판(1)과 상부유리기판(5)의 외측면 각각에는 편광판(4, 8)이 부착되어 있다.
그리고, 상기 하부유리기판(1)과 상부유리기판(5) 사이에는 수 개의 액정분자들로 이루어진 액정층(9)이 개재되어 있다.
상기에서, 편광판(4, 8)은 입사되는 빛의 진동 방향을 조절하는 수단으로서, 임의의 축 방향으로 연신된 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alchol; PVA) 필름을 요오드(I2) 및 이색성 염료 용액에 담그어 요오드 분자들과 염료 분자들이 연신 방향으로 나란하게 배열되도록 한 고분자층을 유리기판 상에 부착시킨 후, 열처리와 같은 후처리를 진행해서 형성하게 된다.
그런데, 이와 같이 종래의 액정표시장치는 편광판 형성을 위해 편광판 재료를 구매하여 이를 유리기판에 부착시킨 후, 열처리와 같은 후처리를 진행해야 하는 바, 편광판 재료 구매 비용과 편광판 재료 부착을 위한 시간이 소요되고, 아울러, 후처리 시간이 소요됨으로써, 시간 및 비용 측면에서 바람직하지 못한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 편광판 형성에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 편광판 형성 공정을 배향막 형성 공정과 함께 진행함으로써 공정 단순화를 이룸과 아울러 비용 절감을 이룰 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질 층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계; 상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계; 상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계; 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 상기 임의의 축 방향을 따라 요오드 분자들 및 염료 분자들이 나란하게 배열되는 것에 의해 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성하는 단계; 및 상기 편광막이 형성된 기판 결과물을 뒤집은 상태로 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 편광판을 형성하는 단계 및 배향막을 형성하는 단계는 하나의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 연속적으로 수행한다.
또한, 본 발명은, ICBD 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계; 상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계; 상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계; 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계; 및 상기 배향막이 형성된 기판 결과물을 뒤집은 상태로, 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 상기 임의의 축 방향을 따라 요오드 분자들 및 염료 분자들이 나란하게 배열되는 것에 의해 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 배향막을 형성하는 단계 및 상기 편광판을 형성하는 단계는 하나의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 연속적으로 수행한다.
게다가, 본 발명은, ICBD 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계; 상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계; 상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계; 및 상기 이온 빔 조사장치로부터 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사함과 아울러 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 편광 방향을 갖는 편광판과 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 편광판과 배향막을 동시에 형성하는 단계는 두 개의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 수행한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 기술적 원리를 간략하게 설명하면, 본 발명은 종래 배향막 형성시 사용하고 있는 ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비와 같은 배향 물질층 증착 장비와 이온 빔 조사장치와 같은 배향 장비를 사용하여 유리기판 상에 편광판을 형성한다.
이 경우, 종래의 편광판 형성 공정을 대체할 수 있는 바, 편광판 재료 구매 비용과 편광판 형성에 소요되는 시간 및 장비설치를 위한 공간과 비용을 절감할 수 있다.
자세하게, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도 2a를 참조하면, 임의의 하지층(22)이 형성된 유리기판(20)을 마련한다. 여기서, 상기 유리기판(20)은 박막트랜지스터 및 화소전극을 포함한 하지층이 형성된 하부유리기판, 또는, 컬러필터 및 상대전극을 포함한 하지층이 형성된 상부유리기판이다.
그다음, ICBD 장비를 이용해서 상기 하지층(22)이 형성된 유리기판(20)의 일측면 상에 배향 물질층(24)을 증착함과 아울러 상기 하지층이 형성되지 않은 유리기판(20)의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층(26)을 증착한다. 여기서, 상기 ICBD 장비를 이용할 경우, 단열 팽창된 고분자 재료, 즉, 배향재료와 편광재로가 이온화되어 유리기판(20)에 증착되며, 이때, 편광 물질층의 경우는 그리드(Grid)를 통해 직선적으로 방출된 이온을 이용함으로써 기존 편광막의 연신 축 방향을 대신할 임의의 축 방향을 갖는 증착이 가능해진다.
계속해서, 상기 편광 물질층(26) 상에 요오드와 이색성 염료 용액(도시안됨)을 도포한다.
도 2b를 참조하면, 상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시킨다. 여기서, 상기 이온 빔 조사장치는, 예컨데, 상측에 하나의 이온 빔 조사수단을 구비하며, 따라서, 상기 기판 결과물은 요오드와 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물 질층이 상기 이온 빔 조사수단을 바라보도록 배치된다.
그다음, 상기 이온 빔 조사수단으로부터 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔(30a)을 조사한다. 이때, 편광 물질층 표면에 도포된 요오드 분자들 및 염료 분자들이 상기 편광 물질층의 임의의 축 방향을 따라 나란하게 배열되는 바, 결과적으로, 유리기판(20)의 타측면 상에 특정 편광 방향을 갖는 편광판(26a)이 형성된다.
여기서, 본 발명은 상기 편광판(26a)을 편광판 재료 부착 및 후처리를 통해 형성하는 것이 아니라, 편광 물질층 증착 및 이온 빔 조사를 통해 형성하는 바, 종래와 비교해서, 편광판 재료 구매 비용과 편광판 형성에 소요되는 시간 및 장비설치를 위한 공간과 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판(26a)은 이온 빔 조사장치로 편광 방향성을 주어 형성하기 때문에 편광층 표면의 물리적 손상이 없으며, 그래서, 양질의 형성이 가능하다.
도 2c를 참조하면, 편광판(26a)이 형성된 기판 결과물을 배향 물질층이 이온 빔 조사수단을 바다보도록 뒤집은 상태에서, 이온 빔 조사수단으로부터 다시 상기 배향 물질층에 이온 빔(30a)을 조사하고, 이를 통해, 하지층(20)이 형성된 유리기판(20)의 일측면 상에 특정 배향 방향을 갖는 배향막(24a)을 형성한다.
이후, 도시하지는 않았으나, 상기와 같은 공정을 통해 얻어진 배향막 및 편광막을 구비한 하부기판 및 상부기판을 액정층의 개재하에 합착시킨 후, 공지된 일련의 후속 공정들을 차례로 진행하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조를 완성한다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 이온 빔 조사장치 내에 장입된 기판 결과물에 대해서, 우선, 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성한 후, 다음으로 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하였지만, 본 발명의 다른 실시예로서 편광판 형성 순서와 배향막 형성 순서를 바꾸어, 우선, 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성한 후, 다음으로 요오드 및 이색성 염료가 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성할 수도 있다.
또한, 전술한 본 발명의 실시예들에 있어서는 배향막 형성 및 편광판 형성을 하나의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조사장치 내에서 연속적으로 수행하였지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배향막(24a)의 형성과 편광판(26a)의 형성을 하지층(22)을 포함한 일측면 및 타측면 각각에 배향 물질층 및 편광 물질층이 도포되고 상기 배향 물질층에 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 유리기판(20)을 두 개의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조사장치 내에 장입시킨 상태로 상기 배향 물질층 및 편광 물질층에 대응하는 각 이온 빔 조사수단으로부터 동시에 이온 빔(30a, 30b)을 조사해서 동시에 형성할 수도 있다.
이상, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 배향막 형성을 위해 기존에 사용하고 있는 ICBD 장비와 같은 배향 물질층 증착 장비와 이온 빔 조사장치와 같은 배향 장비를 이용하여 배향막을 형성함과 아울러 편광판을 형성해줌으로써 별도의 편광판 형성 공정을 생략할 수 있으며, 이에 따라, 편광판 재료 구매 비용과 편광판 형성에 소요되는 시간 및 장비설치를 위한 공간과 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 편광판 형성을 배향막 형성과 동시에 진행함으로써 공정 단순화를 이루어 제조비용 절감은 물론 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계;
    상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계;
    상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계;
    상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 상기 임의의 축 방향을 따라 요오드 분자들 및 염료 분자들이 나란하게 배열되는 것에 의해 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성하는 단계; 및
    상기 편광막이 형성된 기판 결과물을 뒤집은 상태로 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 편광판을 형성하는 단계 및 배향막을 형성하는 단계는 하나의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계;
    상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계;
    상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계;
    상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 형성하는 단계; 및
    상기 배향막이 형성된 기판 결과물을 뒤집은 상태로, 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사하여 상기 임의의 축 방향을 따라 요오드 분자들 및 염료 분자들이 나란하게 배열되는 것에 의해 특정 편광 방향을 갖는 편광판을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 배향막을 형성하는 단계 및 상기 편광판을 형성하는 단계는 하나의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  5. ICBD(Ion Cluster Beam Deposition) 장비를 이용해서 하지층이 형성된 유리기판의 일측면 상에 배향 물질층을 증착함과 아울러 상기 유리기판의 타측면 상에 임의의 축 방향을 갖는 편광 물질층을 증착하는 단계;
    상기 편광 물질층 상에 요오드 및 이색성 염료 용액을 도포하는 단계;
    상기 기판 결과물을 이온 빔 조사장치 내에 장입시키는 단계; 및
    상기 이온 빔 조사장치로부터 상기 요오드 및 이색성 염료 용액이 도포된 편광 물질층에 이온 빔을 조사함과 아울러 상기 배향 물질층에 이온 빔을 조사하여 특정 편광 방향을 갖는 편광판과 특정 배향 방향을 갖는 배향막을 동시에 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 편광판과 배향막을 동시에 형성하는 단계는 두 개의 이온 빔 조사수단을 구비한 이온 빔 조상장치 내에서 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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