KR20070109289A - 표시장치의 제조방법 - Google Patents

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KR20070109289A
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양영철
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Abstract

본 발명은 표시장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은, 제1절연기판 상에 배향막을 형성하는 단계와; 배향막 상에 액정상의 액정고분자층을 형성하는 단계와; 제1절연기판 상에 패턴형성부가 마련된 표시장치 제조용 몰드를 정렬 배치한 후, 액정고분자층 방향으로 표시장치 제조용 몰드를 가압하는 단계와; 표시장치 제조용 몰드가 가압된 상태에서 액정고분자층을 경화시키는 단계와; 표시장치 제조용 몰드를 액정고분자층으로부터 분리하여 복수의 서브판을 포함하는 위상조절판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 공정이 용이하며 제조비용이 절감된 표시장치의 제조방법이 제공된다.

Description

표시장치의 제조방법{FABRICATION METHOD OF DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 배치도이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 기판의 단면도이고,
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 기판의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.,
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 액정표시패널 100 : 컬러필터 기판
110 : 제1절연기판 115 : 배향막
120 : 위상조절판 125 : 평탄화층
130 : 블랙매트릭스 140 : 컬러필터층
본 발명은 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 반사형 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광원의 형태에 따라 투과형, 반투과형 및 반사 형으로 나눌 수 있다. 투과형은 액정패널의 배면에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터의 빛이 액정패널을 투과하도록 한 것이다. 반사형은 자연광을 이용한 것으로, 소비전력의 70%를 차지하는 백라이트 유닛의 사용을 제한하여 소비전력을 절감할 수 있는 형태이다. 반투과형 액정표시장치는 상기 투과형과 반사형 액정표시장치의 장점을 살린 것으로, 자연광과 백라이트 유닛을 이용함으로써, 주변 광도의 변화에 관계없이 사용환경에 맞게 적절한 휘도를 확보할 수 있는 형태이다.
반투과형 액정표시장치에 있어서, 일반적으로 반사영역에서의 정상적인 동작을 위하여 λ/4파장판이 필수적으로 사용된다. 그러나, 공정상의 편의 및 기술적인 어려움으로 인하여 현재는 λ/4파장판을 선택적으로 형성하지 않고, 편광판과 함께 액정표시패널의 상판 전면에 균일하게 형성하여 사용하고 있다.
그러나, 이와 같은 방법은 불필요하게 액정표시패널의 하판에도 λ/4파장판을 형성하여야 하기 때문에 원가상승의 요인이 될 뿐만 아니라, 투과영역에서의 투과율 및 대비비의 저하의 원인이 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 공정이 용이하며 제조비용이 절감된 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1절연기판 상에 배향막을 형성하는 단계와; 배향막 상에 액정상의 액정고분자층을 형성하는 단계와; 제1절연기판 상에 패턴형 성부가 마련된 표시장치 제조용 몰드를 정렬 배치한 후, 액정고분자층 방향으로 표시장치 제조용 몰드를 가압하는 단계와; 표시장치 제조용 몰드가 가압된 상태에서 액정고분자층을 경화시키는 단계와; 표시장치 제조용 몰드를 액정고분자층으로부터 분리하여 복수의 서브판을 포함하는 위상조절판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 배향막의 형성 후 액정고분자층의 형성 전에, 배향막을 러빙(rubbing) 또는 광배향하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 배향막의 형성 전에 제1절연기판과 배향막 사이에 또는 평탄화층의 형성 후에 평탄화층 상에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 컬러필터층은 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하며, 적색 컬러필터에 대응하도록 제1서브판, 녹색 컬러필터에 대응하도록 제2서브판, 및 청색 컬러필터에 대응하도록 제3서브판을 형성할 수 있다.
여기서, 패턴형성부는 액정고분자층을 향하는 표시장치 제조용 몰드의 일면으로부터 함몰 형성되어 있으며, 패턴형성부는 제1서브판에 대응하는 제1패턴부, 제2서브판에 대응하는 제2패턴부, 및 제3서브판에 대응하는 제3패턴부를 포함할 수 있다.
그리고, 제1서브판, 제2서브판, 및 제3서브판이 서로 다른 두께를 가지도록 제1패턴부, 제2패턴부, 및 제3패턴부의 함몰된 깊이는 서로 다르게 마련될 수 있다.
또한, 제1서브판의 두께(dR)가 λR/(ΔnR·4)의 90% 내지 110%되고, 제2 서브판의 두께(dG)가 λG/(ΔnG·4)의 90% 내지 110%되며, 제3서브판의 두께(dB)가 λB/(ΔnB·4)의 90% 내지 110%이 되도록 형성될 수 있으며, ΔnR은 제1서브판의 굴절율, ΔnG은 제2서브판의 굴절율, 및 ΔnB은 제3서브판의 굴절율이며, λR 는 630nm, λG 는 550nm, 및 λB 는 450nm일 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3서브판은 동시에 형성될 수 있다.
그리고, 제1절연기판에 대향하는 제2절연기판과, 제2절연기판 상에 형성되어 있는 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터에 연결되어 있는 화소전극과, 화소전극의 일영역에 형성되어 있는 반사층을 갖는 박막트랜지스터 기판을 포함하며, 위상조절판은 반사층에 대응하도록 형성될 수 있다.
또한, 액정고분자층은 광에 의하여 경화될 수 있으며, 위상조절판은 위상조절판을 통과하는 광이 λ/4 위상차를 갖도록 할 수 있다.
그리고, 제1 및 제2서브판 사이, 제2 및 제3서브판 사이, 및 제1 및 제3서브판 사이에 잔존하는 액정고분자층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 액정고분자층을 형성하는 단계는, 배향막 상에 액정고분자물질을 가하여 액정고분자층을 형성하는 단계와; 액정고분자층이 액정상이 되도록 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 액정고분자층은 코팅(coating) 또는 스크린 프린팅(screen- printing)법에 의하여 형성될 수 있다.
또한, 표시장치 제조용 몰드의 가압은 액정고분자층이 액정상이 되는 온도에서 진행될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 방법에 의하여 제조된 표시장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 배치도이며, 도 2은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 기판의 위상조절판과 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터를 나타낸 단면도이다.
액정표시패널(1)은 서로 대향하는 컬러필터 기판(100)과 박막트랜지스터 기판(200), 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(300) 및 컬러필터 기판(100)과 박막트랜지스터 기판(200)의 외부면에 각각 부착되어 있는 제1 및 제2편광필름(105, 205)을 포함한다. 여기서, 제1및 제2편광필름(105, 205)은 입사 또는 출사되는 광의 편광상태를 변경시킨다. 제1편광필름(105)과 제2편광피름(205)은 서로 교차편광 되도록 배치될 수 있다.
우선 컬러필터 기판(100)에 대하여 살펴보면, 제1절연기판(110) 상에는 배향막(115)이 형성되어 있다. 배향막(115)은 액정고분자를 포함하는 위상조절판(120)의 균일한 배향을 형성하여 균일한 디스플레이 특성을 갖도록 하기 위하여 마련된다. 배향막(115)으로는 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 스핀 코팅(spin coating) 또는 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법으로 형성된다.
배향막(115) 상에는 위상조절판(120)이 형성되어 있다. 위상조절판(120)은 용액 또는 녹아있는 상태에서 액정성을 나타내는 고분자, 즉 액정고분자(liquid crystal polymer)를 포함한다. 액정고분자는 액체 상태임에도 액정(liquid crystal)과 같이 배향성을 가져 결정성을 보이는 소재이다. 하부의 배향막(115)에 의하여 일정한 배향을 갖도록 형성된 위상조절판(120)은 위상조절판(120)을 통과하는 광이 λ/4 위상차를 갖도록 한다. 일예로, 위상조절판(120)은 외부로부터 입사되는 광의 위상을 선편광에서 원편광으로 또는 원편광에서 선편광으로 변화시킬 수 있다.
위상조절판(120)은, 도3에 도시된 바와 같이, 적색 컬러필터(140a)에 대응하는 제1서브판(120a), 녹색 컬러필터(140b)에 대응하는 제2서브판(120b) 및 청색 컬러필터(140c)에 대응하는 제3서브판(120c)을 포함한다. 한편 도시되지 않았으나, 화이트 컬러필터가 사용되는 경우에는, 이에 대응하는 서브판도 마련될 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)은 각각 서로 다른 두께를 가지도록 마련되어 있다. 서로 다른 두께를 가지도록 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)을 마련하는 이유는 적색광, 녹색광, 및 청색광이 서로 다른 파장영역을 가지기 때문이다. 즉, 서로 다른 파장영역을 가지는 광이 위상조절판(120)을 통과하여 반사층(190)에 반사되어 다시 위상조절판(120)을 통과하여 출사되더라도, 서로 다른 파장영역을 가지는 광이 출사시 동일한 편광성 또는 광학특성을 갖도록 하기 위함이다. 여기서, 바람직한 각 서브판(120a, 120b, 120c)의 두께는 다음과 같다. 제1서 브판(120a)의 두께(dR)는 λR/(ΔnR·4)의 90% 내지 110%이고, 제2 서브판(120b)의 두께(dG)는 λG/(ΔnG·4)의 90% 내지 110%이며, 제3서브판(120c)의 두께(dB)는 λB/(ΔnB·4)의 90% 내지 110%인 것이 바람직하다. ΔnR은 제1서브판(120a)의 굴절율, ΔnG은 제2서브판(120b)의 굴절율, 및 ΔnB은 제3서브판(120c)의 굴절율이며, λR 는 630nm, λG 는 550nm, 및 λB 는 450nm이다. 그리고, 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)은 각각의 화소영역에 마련되어 있는 후술할 반사층(290)에 대응하여 형성되어 있을 수 있다. 이러한 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)은 동일한 층에 동시에 제조된다.
이하, 위상조절판이 사용된 경우의 반사영역에서의 광경로 및 편광상태에 대하여 설명한다. 여기서, 액정은 VA(vertical alignment)모드를 가정하며, 전압이 인가되지 않은 경우에 노말리 블랙(normally black)상태이다. 일반적으로 백라이트 유닛(미도시)이 아닌, 자연광에서 컬러필터층(140)으로 유입되는 광은 제1편광필름(105)를 통과하면서 λ/4 (90°)의 위상차가 발생하여 선편광으로 변환된다. 선편광으로 변환된 광은 위상조절판(120)을 통과하면서 다시 원편광으로 변환된다. 노말리 블랙 상태에서 원편광은 액정층(300)을 통과하더라도 편광상태(우원편광은 우원편광, 좌원편광은 좌원편광으로 유지됨)가 변화지 않으므로, 동일한 편광성 및 광학특성을 유지하면서 반사층(290)에서 반사된다. 반사층(290)에 반사된 광은 다시 위상조절판(120)을 통과하면서 λ/4 (90°)의 위상차가 발생하여 선편광으로 변 환된다. 이에 의하여, 위상조절판(120)을 지나서 외부로 출사되는 광은 외부로부터 입사된 광과 비교하여 λ/2 (180°)의 위상차가 발생하게 되며, 제1편광필름(105)의 편광상태와 달라서 블랙상태가 된다. 한편, 전압이 인가된 상태에서, 외부로부터 입사되어 위상조절판(120)을 지나 원편광으로 변화된 광은 액정층(300)에 의하여 편광상태가 우원편광은 좌원편광으로, 좌원편광은 우원편광으로 변환된다. 편광상태가 변환된 광은 다시 반사층(290)에 반사되어 위상조절판(120)을 통과하면서 다시 선편광으로 변환되는데, 선편광으로 변환된 광의 편광상태는 제1편광필름(105)과 같아서 화이트 상태가 된다.
위상조절판(120) 상에는 평탄화층(125)이 형성되어 있다. 평탄화층(125)은 위상조절판(120)을 보호하고, 표면을 평탄화 시킨다.
평탄화층(125) 상에는 격자형상의 블랙매트릭스(130)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(130)는 일반적으로 적색 컬러필터(140a), 녹색 컬러필터(140b) 및 청색 컬러필터(140c) 사이를 구분하며, 후술할 박막트랜지스터 기판(200)에 위치하는 박막트랜지스터(T)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙매트릭스(130)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터층(140)은, 도3에 도시된 바와 같이, 적색 컬러필터(140a), 녹색 컬러필터(140b) 및 청색 컬러필터(140c)가 블랙매트릭스(130)를 경계로 교대로 형성되어 있다. 컬러필터층(140)은 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터층(140)은 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 그리고, 착색 감광성 유기물질로 공지의 안료분산법을 이용하여 만들어진다.
블랙매트릭스(130)와 컬러필터(140) 상에는 오버코트막(150)이 형성되어 있다. 오버코트막(150)은 컬러필터층(140)을 보호하고, 컬러필터 기판(100)의 표면을 평탄화 하며, 주로 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 만들어진다.
오버코트막(150)의 상부에는 공통전극(160)이 형성되어 있다. 공통전극(160)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명도전막으로 이루어진다. 공통전극(160)은 박막트랜지스터 기판(200)의 화소전극(180)과 함께 액정층(300)에 직접 전압을 인가한다. 공통전극(160)에는 절개패턴이 없으며 오버코트막(150) 전체를 덮고 있다.
이하, 박막트랜지스터 기판(200)에 대하여 설명한다.
제2절연기판(210)위에는 게이트 배선(221, 223)이 형성되어 있다. 게이트 배선(221, 223)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(221, 223)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트라인(221) 및 게이트라인(221)에 연결되어 있는 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(223)을 포함한다. 도시하지 않았지만 게이트 배선(221, 223)은 화소전극(280)과 중첩되어 저장 용량을 형성하는 공통전극선을 더 포함할 수 있다.
제2절연기판(210)위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(230)이 게이트 배선(221, 223)을 덮고 있으며, 게이트라인(221) 단부의 일부를 노출시키고 있다.
게이트 전극(223)의 게이트 절연막(230) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(240)이 형성되어 있으며, 반도체층(240)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(251, 252)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(251, 252)은 게이트 전극(223)을 중심으로 2부분으로 나누어져 있다.
저항 접촉층(251, 252) 및 게이트 절연막(230) 위에는 데이터 배선(261, 262, 263)이 형성되어 있다. 데이터 배선(261, 262, 263) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(261, 262, 263)은 세로방향으로 형성되어 게이트라인(221)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터라인(261), 데이터라인(261)의 분지이며 저항 접촉층(252)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(263), 소스전극(263)과 분리되어 있으며 게이트 전극(223)을 중심으로 소스전극(263)의 반대쪽 저항 접촉층(251) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(262)을 포함한다.
데이터 배선(261, 262, 263) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(240)의 상부에는 질화규소, PECVD 방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 막 또는 a-Si:O:F막 및 아크릴계 유기절연막 등으로 이루어진 보호막(270)이 형성되어 있다. 보호막(270)에는 드레인 전극(262)을 드러내는 접촉구(271)가 형성되어 있다.
보호막(270)의 상부에는 화소전극(280)이 형성되어 있다. 화소전극(280)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명도전막으로 이루어지며, 화소영역을 채우고 있다. 화소전극(280)은 접촉구(271)을 통해 드레인 전극(262)에 접속되며, 이에 의해 박막트랜지스터(T)와 화소전극(280)은 전기적으로 연결된다.
반사층(290)은 화소전극(280)의 상부에 형성되어 있다. 여기서, 데이터라인(261)과 게이트라인(221)에 의하여 형성된 화소영역은 반사층(290)이 형성되어 있지 않은 투과영역과 반사층(290)이 형성되어 있는 반사영역으로 구분되며, 이러한 액정표시장치를 반투과형 액정표시장치라고 한다. 반사층(290)이 형성되어 있지 않는 투과영역에서는 백라이트 유닛(미도시)의 빛이 통과하여 액정표시패널(1) 밖으로 조사되며, 반사층(290)이 형성되어 있는 반사영역에서는 외부로부터의 빛이 반사되어 다시 액정표시패널(1) 밖으로 조사된다. 반사층(290)은 주로 알루미늄이나 은이 사용되는데, 경우에 따라서는 알루미늄/몰리브덴의 이중층을 사용할 수도 있다.
본 발명에 의할 경우, 박막트랜지스터 기판(200)에는 위상조절판(120)을 형성할 필요가 없으며, 컬러필터 기판(100)에도 필요한 부분에만 위상조절판(120)을 선택적으로 형성할 수 있으므로, 투과영역에서 투과율 및 대비비가 저하되지 않는다. 또한, 제조비용이 절감된다.
이하, 도 4a 내지 도 4g를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따르는 컬러필터 기판의 제조방법을 순차적으로 설명한다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1절연기판(110)의 전면에 배향막(115)을 형성한다. 배향막(115)으로는 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 스핀 코팅(spin coating) 또는 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법 으로 형성된다. 배향막(115)이 형성되면, 배향막(115)에 러빙(rubbing) 또는 광배향하여 배향막(115)이 일정한 배향상태를 갖도록 한다. 배향막(115)의 배향상태에 의하여 후술할 위상조절판(120)은 일정한 배향을 갖게 되며, 위상조절판(120)을 통과하는 광은 λ/4 위상차를 갖게 된다.
다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, 배향막(115) 상에 액정상의 액정고분자층(123)을 형성한다. 액정상의 액정고분자층(123)의 형성은 배향막(115) 상에 액정고분자물질을 가하여 액정고분자층(123)을 형성한다. 액정고분자물질(liquid crystal polymer material)는 용액 또는 녹아있는 상태에서 액정성을 나타내는 고분자로, 액정(liquid crystal)과 같이 배향성을 가져 결정성을 보이는 소재이다. 액정고분자층(123)은 코팅(스핀 코팅 등) 또는 프린팅(스크린 프린팅 등) 방법 등에 의하여 형성될 수 있다. 액정고분자층(123)이 형성되면, 액정고분자층(123) 상에 패턴형성부(410a, 410b, 410c)가 마련된 표시장치 제조용 몰드(400)를 정렬 배치한다. 패턴형성부(410a, 410b, 410c)는 후술할 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)을 형성하기 위한 것으로, 표시장치 제조용 몰드(400)의 일면으로부터 함몰되어 형성되어 있다. 패턴형성부(410a, 410b, 410c)는 제1패턴부(410a), 제2패턴부(410b) 및 제3패턴부(410c)를 포함하며, 제1패턴부(410a)는 제1서브판(120a)에 대응하고, 제2패턴부(410b)는 제2서브판(120b)에 대응하며, 제3패턴부(410c)는 제3서브판(120c)에 대응한다. 그리고, 표시장치 제조용 몰드(400)의 정렬은 형성될 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)의 위치를 고려하여야 한다. 구체적으로, 제1패턴부(410a)는 차후 형성될 적색 컬러필터(R)에, 제2패턴부(410b)는 차후 형성될 녹색 컬러필터(G)에, 제3패턴부(410c)는 차후 형설될 청색 컬러필터(B)에 대응하도록 정렬되어야 하며, 각 패턴부(410a, 410b, 410c)는 각 화소영역에 형성될 반사층(290)에 대응하도록 정렬되어야 한다. 또한, 각 패턴부(410a, 410b, 410c)의 깊이(d1, d2, d3)는 서로 다르며, 각각 대응하는 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)의 두께(dR, dG, dB)와 실질적으로 동일한 길이로 마련되어 있다. 구체적으로, 제1서브판(120a, 도4e참조)의 두께(dR)가 λR/(ΔnR·4)의 90% 내지 110%되고, 제2 서브판(120b, 도4e참조)의 두께(dG)가 λG/(ΔnG·4)의 90% 내지 110%되며, 제3서브판(120c, 도4e참조)의 두께(dB)가 λB/(ΔnB·4)의 90% 내지 110%이 되도록 각 패턴부(410a, 410b, 410c)를 제작한다. 여기서, ΔnR은 제1서브판(120a, 도4e참조)의 굴절율, ΔnG은 제2서브판(120b, 도4e참조)의 굴절율, 및 ΔnB은 제3서브판(120c, 도4e참조)의 굴절율이며, λR 는 630nm, λG 는 550nm, 및 λB 는 450nm이다.
이어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 액정고분자층(123)이 액정상이 되도록 온도를 설정한 후, 표시장치 제조용 몰드(400)를 제1절연기판(110) 방향으로 가압한다. 즉, 표시장치 제조용 몰드(400)의 가압은 액정고분자층(123)이 액정상이 되는 온도에서 진행되는 것이 바람직하다. 이는 후술할 위상조절판(120, 도3참조)을 통과하는 광은 λ/4 위상차를 갖도록 하기 위함이다. 이에 의하여, 패턴형성부(410a, 410b, 410c)는 액정고분자층(123)으로 채워지고, 패턴형성부(410a, 410b, 410c)의 사이영역에 위치하는 액정고분자층(123)은 표시장치 제조용 몰드(400)의 가압시 제 거된다. 한편, 액정고분자층(123)이 액정상이 되는 온도로 가열하는 단계는 배향막(115)의 형성후 표시장치 제조용 몰드(400)의 정렬 전에 진행할 수도 있다.
그 후, 도 4d에 도시된 바와 같이, 액정고분자층(123)에 광을 조사하여 액정고분자층(123)을 경화시킨다. 여기서, 표시장치 제조용 몰드(400)는 광이 투과할 수 있는 재질로 마련되어 있으며, 광은 자외선일 수 있다.
다음, 도 4e에 도시된 바와 같이, 표시장치 제조용 몰드(400)를 분리하여 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)을 포함하는 위상조절판(120)을 형성한다. 미리 제작된 패턴부(410a, 410b, 410c)에 의하여, 제1서브판(120a)의 두께(dR)는 λR/(ΔnR·4)의 90% 내지 110%되고, 제2 서브판(120b)의 두께(dG)는 λG/(ΔnG·4)의 90% 내지 110%되며, 제3서브판(120c)의 두께(dB)는 λB/(ΔnB·4)의 90% 내지 110%이 되는 위상조절판(120)이 완성된다. 여기서, ΔnR은 제1서브판(120a, 도4e참조)의 굴절율, ΔnG은 제2서브판(120b, 도4e참조)의 굴절율, 및 ΔnB은 제3서브판(120c, 도4e참조)의 굴절율이며, λR 는 630nm, λG 는 550nm, 및 λB 는 450nm이다. 그리고, 각 서브판(120a, 120b, 120c)은 각 화소영역에 형성된 반사층(290)에 대응하게 된다. 또한, 위상조절판(120)을 통과하는 광은 λ/4 위상차를 갖게 된다. 한편 표시장치 제조용 몰드(400)의 분리 후, 제1 서브판(120a)과 제2서브판(120b) 사이, 제2서브판(120b)와 제3서브판(120c)사이 및 제1서브판(120a)과 제3서브판(120c) 사이에 잔존할 수 있는 액정고분자층(123, 도4d참조)을 제거하는 단계를 더 진행할 수 있다.
이에 의하여, 제1 내지 제3서브판(120a, 120b, 120c)이 한번의 몰딩으로 동시에 제조될 수 있어 공정이 용이하며, 제조비용이 절감된다.
이어, 도 4f에 도시된 바와 같이, 이렇게 제조된 위상조절판(120)을 보호하고, 표면을 평탄화시키기 위하여 위상조절판(120) 상에 평탄화층(125)을 형성한다.
다음, 도 4g에 도시된 바와 같이, 평탄화층(125) 상에 격자형상의 블랙매트릭스(130), 블랙매트릭스(130)를 경계로 교대로 형성되어 있는 컬러필터층(140)을 형성한다. 블랙매트릭스(130)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다. 컬러필터층(130)은 적색, 녹색, 청색의 착색 감광성 유기물질로 공지의 안료분산법을 이용하여 만들어진다. 여기서, 컬러필터층(140)은, 적색 컬러필터(140a), 녹색 컬러필터(140b) 및 청색 컬러필터(140c)를 포함하며, 적색 컬러필터(140a)는 제1서브판(120a)에, 녹색 컬러필터(140b)는 제2서브판(120b)에, 및 청색 컬러필터(140c)는 제3서브판(120c)에 대응하도록 형성된다.
이 후, 공지의 방법에 따라, 블랙매트릭스(130)와 컬러필터(140)를 덮고 있는 오버코트막(150) 및 오버코트막(150) 상에 형성된 공통전극(160)을 형성하여 컬러필터 기판(100)을 완성한다.
본 발명에 의할 경우, 박막트랜지스터 기판(200)에 위상조절판(120)을 형성할 필요가 없으며, 컬러필터 기판(100)에도 필요한 부분에만 위상조절판(120)을 선택적으로 형성할 수 있으므로, 투과영역에서 투과율 및 대비비가 저하되지 않는다.
한편, 도시된 바와 달리, 블랙매트릭스(130), 컬러필터층(140) 및 오버코트막(150)은 제1절연기판(110)과 배향막(115) 사이에 개재되도록 형성될 수 있다. 즉, 배향막(115)과 위상조절판(120)의 형성 전에 블랙매트릭스(130), 컬리펄티층(140), 오버코트막(150)을 형성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공정이 용이하며 제조비용이 절감된 표시장치의 제조방법이 제공된다.

Claims (15)

  1. 제1절연기판 상에 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 배향막 상에 액정상의 액정고분자층을 형성하는 단계와;
    상기 제1절연기판 상에 패턴형성부가 마련된 표시장치 제조용 몰드를 정렬 배치한 후, 상기 액정고분자층 방향으로 상기 표시장치 제조용 몰드를 가압하는 단계와;
    상기 표시장치 제조용 몰드가 가압된 상태에서 상기 액정고분자층을 경화시키는 단계와;
    상기 표시장치 제조용 몰드를 상기 액정고분자층으로부터 분리하여 복수의 서브판을 포함하는 위상조절판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배향막의 형성 후 상기 액정고분자층의 형성 전에, 상기 배향막을 러빙(rubbing) 또는 광배향하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배향막의 형성 전에 상기 제1절연기판과 상기 배향막 사이에 또는 상기 평탄화층의 형성 후에 상기 평탄화층 상에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컬러필터층은 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하며,
    상기 적색 컬러필터에 대응하도록 제1서브판, 상기 녹색 컬러필터에 대응하도록 제2서브판, 및 상기 청색 컬러필터에 대응하도록 제3서브판을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패턴형성부는 상기 액정고분자층을 향하는 상기 표시장치 제조용 몰드의 일면으로부터 함몰 형성되어 있으며,
    상기 패턴형성부는 상기 제1서브판에 대응하는 제1패턴부, 제2서브판에 대응하는 제2패턴부, 및 제3서브판에 대응하는 제3패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1서브판, 제2서브판, 및 제3서브판이 서로 다른 두께를 가지도록 상기 제1패턴부, 제2패턴부, 및 제3패턴부의 함몰된 깊이는 서로 다르게 마련되는 것 을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1서브판의 두께(dR)가 λR/(ΔnR·4)의 90% 내지 110%되고, 상기 제2 서브판의 두께(dG)가 λG/(ΔnG·4)의 90% 내지 110%되며, 상기 제3서브판의 두께(dB)가 λB/(ΔnB·4)의 90% 내지 110%이 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
    여기서, ΔnR은 상기 제1서브판의 굴절율, ΔnG은 상기 제2서브판의 굴절율, 및 ΔnB은 상기 제3서브판의 굴절율이며, λR 는 630nm, λG 는 550nm, 및 λB 는 450nm임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3서브판은 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1절연기판에 대향하는 제2절연기판과, 상기 제2절연기판 상에 형성되어 있는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되어 있는 화소전극과, 상 기 화소전극의 일영역에 형성되어 있는 반사층을 갖는 박막트랜지스터 기판을 포함하며,
    상기 위상조절판은 상기 반사층에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액정고분자층은 광 및 열 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위상조절판은 상기 위상조절판을 통과하는 광이 λ/4 위상차를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2서브판 사이, 제2 및 제3서브판 사이, 및 제1 및 제3서브판 사이에 잔존하는 상기 액정고분자층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 액정고분자층을 형성하는 단계는,
    상기 배향막 상에 액정고분자물질을 가하여 액정고분자층을 형성하는 단계와;
    상기 액정고분자층이 액정상이 되도록 온도를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액정고분자층은 코팅(coating) 또는 스크린 프린팅(screen-printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 표시장치 제조용 몰드의 가압은 상기 액정고분자층이 액정상이 되는 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
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