KR20130065265A

KR20130065265A - 디스플레이 장치용 기판과 그 제조방법 및 액정표시장치와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130065265A
Application number: KR1020110132046A
Authority: KR
Inventors: 이정현; 권당
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-19
Also published as: KR102031816B1

Abstract

본 발명은, 기판의 일면에 얼라인 마크를 패턴 형성하는 공정; 상기 얼라인 마크와 상이한 층에 제1 광차단 패턴층을 도포하는 공정; 및 상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 제1 광차단 패턴층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 제1 광차단 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1 광차단 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크는 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 디스플레이 장치용 기판 및 그를 이용한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 패턴 대상물이 광투과를 차단하는 광차단 패턴이라 하더라도 상기 광차단 패턴을 구성하는 재료로서 소정의 광투과율을 구비한 차광 재료를 이용함으로써 링 조명 장치를 이용한 패턴 마스크의 얼라인 공정이 가능하다.

Description

디스플레이 장치용 기판과 그 제조방법 및 액정표시장치와 그 제조방법{Substrate for Display Device and Method for manufacturing the same and Liquid Crystal Display Device and Method for manufacturing the same}

본 발명은 액정표시장치 등과 같은 디스플레이 장치의 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 링 조명 방식을 통해 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 수행한 후 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.

초창기 디스플레이 장치인 음극선관(Cathode Ray Tube)을 대체하는 디스플레이 장치로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 및 유기발광장치(Organic Light Emitting Display Device) 등이 개발된 바 있다.

이와 같은 디스플레이 장치는 소정의 기판 상에 다양한 구성요소를 패턴 형성하는 공정을 통해 제조된다.

상기 다양한 구성요소를 패턴 형성하는 공정은, 소정의 패턴 마스크를 이용하여 노광한 후 현상하는 일련의 마스크 공정을 포함하여 이루어진다. 이때, 정밀한 패턴 형성을 위해서는 상기 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정이 필수적이다.

이와 같은 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 수행하는 종래의 방법으로 링조명 방식이 있다.

이하, 도면을 참조로 종래 링조명 방식을 이용하여 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 수행하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 1a는 일반적인 컬러 필터 패턴이 형성된 기판의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 컬러 필터 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 1c는 일반적인 링 조명 장치의 개략도이다.

도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 스트라이프(stripe) 구조로 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터 패턴(14)이 형성되고, 이와 같은 컬러 필터 패턴(14)을 형성하기 위해서 상기 기판(10) 상에 소정의 얼라인 마크(12)가 형성된다. 상기 컬러 필터 패턴(14)을 형성하기 위한 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1b에서 알 수 있듯이, 기판(10)의 주변부에 얼라인 마크(12)를 형성하고, 상기 기판(10)의 전면(全面)에 컬러 필터층(14a)을 도포한다. 이때, 상기 얼라인 마크(12)는 광투과를 차단하는 광차단 재료로 이루어져 있다.

상기 기판(10)의 아래에 광을 반사시킬 수 있는 척(C)을 위치시킨 후 소정의 링 조명 장치를 이용하여 상기 기판(10) 위에서 광을 조사하게 되면, 조사된 광이 기판(10)을 투과한 후 상기 척(C)에서 반사된다. 이때, 반사된 광이 상기 얼라인 마크(12)가 형성되지 않은 영역에서는 그대로 진행하지만 상기 얼라인 마크(12)가 형성된 영역에서는 그 진행이 차단된다.

따라서, 광의 진행이 차단되는 영역을 통해 상기 얼라인 마크(12)의 형상을 인식할 수 있고, 그에 따라 상기 컬러 필터층(14a)의 패턴 형성을 위한 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 수행할 수 있게 된다. 즉, 상기 기판(10) 상에 형성된 얼라인 마크(12)와 소정의 패턴 마스크(미도시) 상에 형성된 얼라인 마크를 상기와 같은 링 조명 방식을 통해 일치시킴으로써 소정의 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 수행할 수 있다.

그 후, 얼라인 된 패턴 마스크를 이용하여 노광 공정을 수행한 후 소정의 현상액을 이용한 현상 공정을 수행함으로써, 소정의 컬러 필터 패턴(14)을 형성할 수 있게 된다.

상기 링 조명 장치는 도 1c에 도시된 바와 같이, 다양한 각도로 광을 조사하는 다수의 링 조명(22), 상기 링 조명(22)에서 조사된 후 반사되는 광이 투과하는 렌즈(24), 및 상기 렌즈(24)를 투과한 광을 인식하는 카메라(26)를 포함하여 이루어진다. 상기 링 조명 장치의 원리를 간략히 설명하면, 상기 링 조명(22)에서 조사된 후 상기 카메라(26)로 입사되는 광과 그렇지 않은 광을 인식함으로써, 상기 얼라인 마크(12)의 형상을 인식할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 링 조명 방식에 의한 패턴 마스크의 얼라인 공정은 패턴의 대상물이 광투과 물질인 경우에만 적용가능하고, 패턴의 대상물이 광차단 물질인 경우에는 적용 불가능한 단점이 있다.

도 2는 종래 링 조명 방식을 이용할 때 패턴 마스크의 얼라인 공정이 불가능한 경우를 도시한 개략도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 기판(10)의 일면 상에 얼라인 마크(12)를 형성하고, 기판(10)의 타면에 패턴 대상이 되는 패턴층(16)을 도포한 후, 상기 패턴층(16)에 대한 패턴 형성 공정을 수행한다고 가정한다.

이때, 상기 패턴층(16)이 광차단 물질로 이루어진 경우, 링 조명 장치를 통해 광을 조사한다 하여도, 조사된 광이 기판(10) 아래의 척(C)까지 진행하지 못하고, 상기 패턴층(16)에서 그 진행이 차단된다. 따라서, 링 조명 방식을 통해 패턴 마스크의 얼라인 공정이 불가능하고, 그에 따라 패턴 형성 공정을 수행할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 패턴 대상물이 광차단 물질이라 하더라도 링 조명 방식을 통해 패턴 형성이 가능하도록 하는 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판의 일면에 얼라인 마크를 패턴 형성하는 공정; 상기 얼라인 마크와 상이한 층에 제1 광차단 패턴층을 도포하는 공정; 및 상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 제1 광차단 패턴층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 제1 광차단 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1 광차단 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크는 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 기판 상에 형성된 제1 광차단 패턴을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 광차단 패턴은 흡광도(Optical Density)가 0.5 ~ 4.5 범위인 제1 차광재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판을 제공한다.

본 발명은 또한, 제1 기판의 일면에 얼라인 마크 및 블랙 매트릭스 패턴을 패턴 형성하는 공정; 상기 제1 기판의 타면에 광차단 패턴층을 도포하는 공정; 상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 광차단 패턴층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 광차단 패턴을 형성하는 공정; 제2 기판을 준비한 후 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정; 소정의 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판에 대한 스크라이빙을 수행하는 공정; 및 상기 광차단 패턴 상에 제1 편광판을 형성하고, 상기 제1 편광판 상에 FPR을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 이때, 상기 광차단 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크 및 블랙 매트릭스 패턴은 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 제1 기판의 일면에 얼라인 마크 및 광차단 패턴을 패턴 형성하는 공정; 상기 제1 기판의 타면에 블랙 매트릭스층을 도포하는 공정; 상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 블랙 매트릭스층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 공정; 제2 기판을 준비한 후 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정; 소정의 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판에 대한 스크라이빙을 수행하는 공정; 및 상기 광차단 패턴 상에 제1 편광판을 형성하고, 상기 제1 편광판 상에 FPR을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며, 이때, 상기 블랙 매트릭스 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크 및 광차단 패턴은 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 액정층을 사이에 두고 합착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 기판의 일면에는 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있고, 상기 제1 기판의 타면에는 광차단 패턴, 제1 편광판 및 FPR이 차례로 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스 패턴과 상기 광차단 패턴 중 어느 하나는 제1 차광재료로 이루어지고, 나머지 하나는 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 패턴 대상물이 광투과를 차단하는 광차단 패턴이라 하더라도 상기 광차단 패턴을 구성하는 재료로서 소정의 광투과율을 구비한 차광 재료를 이용함으로써 링 조명 장치를 이용한 패턴 마스크의 얼라인 공정이 가능하다.

도 1a는 일반적인 컬러 필터 패턴이 형성된 기판의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 컬러 필터 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 1c는 일반적인 링 조명 장치의 개략도이다.
도 2는 종래 링 조명 방식을 이용할 때 패턴 마스크의 얼라인 공정이 불가능한 경우를 도시한 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도이다.

우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면, 예로서, 기판(100)의 하면 상에 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하고, 상기 기판(100)의 타면, 예로서, 기판(100)의 상면 상에 제1 광차단 패턴층(120a)을 도포한다.

상기 얼라인 마크(110)는 상기 제1 광차단 패턴층(120a)을 패터닝하는 공정시 사용되는 패턴 마스크의 얼라인을 위한 것으로서, 상기 기판(100)의 일면 가장자리에 복수 개를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 얼라인 마크(110)는 링 조명 장치를 이용하여 패턴 마스크의 얼라인 공정이 가능하도록, 광투과를 차단하는 제2 차광재료로 이루어진다.

상기 제2 차광재료는 링 조명 장치를 이용할 때 얼라인 마크(110)를 명확하게 인식할 수 있도록 광차단 효과가 우수한 재료로 이루어진 것이 바람직하며, 예로서, 흡광도(Optical Density)가 4.5 이상인 재료로 이루어진 것이 바람직하다. 본 명세서 전체에서 상기 흡광도는 1um의 두께당 값을 의미한다.

상기 제2 차광재료로 이용될 수 있는 재료의 예로는, 액정표시장치에서 광누설을 방지하기 위해서 컬러 필터 기판에 적용되는 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 구성하는 재료를 들 수 있다.

상기 제1 광차단 패턴층(120a)은 여러 가지 다양한 목적을 달성하기 위해서 소정의 영역에서 광투과를 차단하기 위해 적용되는 제1 광차단 패턴(도 3b의 도면부호 120 참조)을 형성하기 위한 것이다.

상기 제1 광차단 패턴층(120a)은 광투과를 차단하기 위한 것이지만 광투과를 완전히 차단하게 되면, 링 조명 장치를 이용하여 패턴 마스크의 얼라인 공정이 불가능하게 된다. 따라서, 상기 제1 광차단 패턴층(120a)은 광투과 차단이라는 소정의 목적은 달성할 수 있으면서도 링 조명 장치를 이용한 패턴 마스크의 얼라인 공정이 가능하도록 하는 제1 차광재료로 이루어진다.

상기 제1 광차단 패턴층(120a)의 재료로 이용되는 제1 차광재료는 상기 얼라인 마크(110)의 재료로 이용되는 제2 차광재료보다 광투과율이 우수하다. 구체적으로, 상기 제1 차광재료는 흡광도(Optical Density)가 0.5 ~ 4.5 범위인 재료를 이용할 수 있다.

만약, 상기 제1 차광재료의 흡광도가 0.5 미만일 경우에는 광차단 효과가 너무 떨어져 원하는 목적을 달성하지 못할 수 있고, 상기 제1 차광재료의 흡광도가 4.5를 초과할 경우에는 광차단 효과가 너무 우수하여 링 조명 장치를 이용한 얼라인 공정이 불가능할 수 있다.

이와 같은 제1 차광재료는 광차단 기능을 수행하면서 패턴 형성이 용이한 재료로 이루어진 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 차광재료는 블랙 안료, 분산제, 광개시제(Photo initiator), 바인더(Binder) 및 첨가제를 포함하여 이루어진다.

상기 블랙 안료는 광차단 기능을 수행하는 것으로서, 블랙 유기 잉크와 카본 블랙 잉크 중 적어도 하나의 잉크를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 블랙 안료는 1 ~ 6 중량부로 포함될 수 있다. 상기 블랙 안료가 1 중량부 미만으로 포함될 경우에는 제1 차광재료가 광차단 기능을 수행하지 못할 수 있고, 6 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 링 조명 장치를 이용한 얼라인 공정이 불가능할 수 있다.

상기 분산제는 상기 블랙 안료가 균일하게 분산될 수 있도록 하는 것으로서, 당업계에 공지된 다양한 안료 분산제로 이루어질 수 있다.

상기 분산제는 2 ~ 8 중량부로 포함될 수 있다. 상기 분산제가 2 중량부 미만으로 포함될 경우에는 블랙 안료의 분산효과가 떨어지고, 8 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 다른 성분들의 기능 저하를 초래할 수 있다.

상기 광개시제(Photo initiator)는 노광 및 현상 공정에 의해서 상기 제1 광차단 패턴층(120a)에 대한 패턴 형성이 가능하도록 하는 것으로서, 비이미다졸계 화합물, 아세토페논계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물 및 쿠마린계 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 화합물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

상기 광개시제는 0.1 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광개시제가 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우에는 패턴 형성이 용이하지 않을 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 다른 성분들의 기능 저하, 예로서, 기계적 특성 저하를 초래할 수 있다.

상기 바인더(Binder)는 상기 제1 광차단 패턴층(120a)의 기계적 특성 향상을 위한 것으로서, 당업계에 공지된 아크릴계 고분자 화합물로 이루어질 수 있다.

상기 바인더는 5 ~ 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 바인더가 5 중량부 미만으로 포함될 경우에는 제1 차광재료의 기계적 특성이 떨어질 수 있고, 상기 바인더가 30 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 도포 공정 및 패턴 형성 공정이 용이하지 않을 수 있다.

상기 첨가제는 경화제, 가소제, 접착 촉진제, 및 계면활성제 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 경화제는 멜라민계 또는 에틸렌계 고분자를 포함하여 이루어질 수 있고, 상기 가소제는 프탈레이트(phtalate)계 고분자를 포함하여 이루어질 수 있고, 상기 접착 촉진제는 실란(silane)계 고분자를 포함하여 이루어질 수 있고, 상기 계면활성제는 실록산(siloxane)계 고분자를 포함하여 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

상기 첨가제는 0.01 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 첨가제가 0.01 중량부 미만으로 포함될 경우에는 첨가제의 기능을 발현하기가 어려울 수 있고, 상기 첨가제가 5 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 제1 차광재료의 기계적 특성이 떨어지거나 또는 패턴 형성 공정이 용이하지 않을 수 있다.

이상과 같이, 제2 차광재료를 이용하여 기판(100)의 일면에 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하고, 제1 차광재료를 이용하여 기판(100)의 타면에 제1 광차단 패턴층(120a)을 도포하게 되면, 링 조명 장치에서 조사되는 광이 상기 제1 광차단 패턴층(120a)과 기판(100)을 통과한 후 기판(100) 아래에 위치한 척(C)에서 반사될 수 있고, 반사된 광의 진행이 상기 얼라인 마크(110)에 의해서 차단되어 상기 얼라인 마크(110)를 인식하게 되고, 인식한 얼라인 마크(110)를 이용하여 패턴 마스크를 용이하게 얼라인 할 수 있게 된다.

상기 링 조명 장치는 전술한 도 1c에 도시된 바와 같은 장치로 이루어질 수 있으며, 특히, 당업계에 공지된 다양한 링 조명 장치가 이용될 수 있다.

다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 얼라인 된 패턴 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 수행하여, 상기 제1 광차단 패턴층(120a)에 대한 패터닝 공정을 수행함으로써 소정의 제1 광차단 패턴(120)을 형성한다.

상기 제1 광차단 패턴(120)은 원하는 목적에 따라 원하는 패턴으로 형성하게 된다. 예로서, 상기 제1 광차단 패턴(120)은 매트릭스(Matrix) 구조로 형성될 수도 있고, 스트라이프(Stripe) 구조로 형성될 수도 있다.

한편, 최종 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 소정의 스크라이빙 라인(s)을 따라서 스크라이빙 공정이 수행될 수 있고, 그 경우, 최종 디스플레이 장치 내에는 상기 얼라인 마크(110)가 형성되지 않고 상기 제1 광차단 패턴(120)만이 형성될 수 있다.

이상과 같은 도 3a 및 도 3b에 따른 방법은 기판(100)의 하면 상에 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하고 기판(100)의 상면 상에 제1 광차단 패턴(120)을 패턴 형성하는 공정을 도시하였지만, 본 발명이 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 기판(100)의 상면 상에 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하고 기판(100)의 하면 상에 제1 광차단 패턴(120)을 패턴 형성하는 것도 포함한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도로서, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면, 예로서, 기판(100)의 하면 상에 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)을 패턴 형성하고, 상기 기판(100)의 타면, 예로서, 기판(100)의 상면 상에 제1 광차단 패턴층(120a)을 도포한다.

상기 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)은 동일한 공정을 통해 동시에 패턴 형성할 수 있다. 따라서, 상기 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)은 동일한 제2 차광재료로 이루어질 수 있다.

상기 제2 광차단 패턴(111)은 원하는 목적에 따라 원하는 패턴으로 형성한다. 예로서, 상기 제2 광차단 패턴(111)은 매트릭스(Matrix) 구조로 형성될 수도 있고, 스트라이프(Stripe) 구조로 형성될 수도 있다.

상기 제1 광차단 패턴층(120a)은 전술한 바와 같이 제1 차광재료로 이루어진다.

이상과 같이, 제2 차광재료를 이용하여 기판(100)의 일면에 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)을 패턴 형성하고, 제1 차광재료를 이용하여 기판(100)의 타면에 제1 광차단 패턴층(120a)을 도포하게 되면, 링 조명 장치를 통해 상기 얼라인 마크(110)를 인식할 수 있고 그에 따라 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 얼라인 된 패턴 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 수행하여, 상기 제1 광차단 패턴층(120a)에 대한 패터닝 공정을 수행함으로써 소정의 제1 광차단 패턴(120)을 형성한다.

전술한 바와 같이, 상기 제1 광차단 패턴(120)은 원하는 목적에 따라 매트릭스(Matrix) 구조 또는 스트라이프(Stripe) 구조 등으로 다양하게 형성될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 최종 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 소정의 스크라이빙 라인(s)을 따라서 스크라이빙 공정이 수행될 수 있고, 그 경우, 최종 디스플레이 장치 내에는 상기 얼라인 마크(110)가 형성되지 않고, 상기 제1 광차단 패턴(120)과 상기 제2 광차단 패턴(111) 만이 형성될 수 있다.

이상과 같은 도 4a 및 도 4b에 따른 방법은 기판(100)의 하면 상에 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)을 패턴 형성하고 기판(100)의 상면 상에 제1 광차단 패턴(120)을 패턴 형성하는 공정을 도시하였지만, 본 발명이 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 기판(100)의 상면 상에 얼라인 마크(110) 및 제2 광차단 패턴(111)을 패턴 형성하고 기판(100)의 하면 상에 제1 광차단 패턴(120)을 패턴 형성하는 것도 포함한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판을 제조하는 개략적인 공정 단면도로서, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면, 예로서, 기판(100)의 상면 상에 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하고, 상기 얼라인 마크(110) 상에 중간층(112)을 형성하고, 상기 중간층(112) 상에 제1 광차단 패턴층(120a)을 도포한다.

상기 얼라인 마크(110)는 전술한 바와 같이 제2 차광재료로 이루어진다.

상기 중간층(112)은 다양한 목적에 따라 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 예로서, 상기 중간층(112)은 절연체로 이루어질 수도 있고, 컬러 필터로 이루어질 수도 있다. 다만, 상기 중간층(112)은 광차단 재료로 이루어지지 않는 것이 바람직하다.

한편, 도시하지는 않았지만, 전술한 도 4a 및 도 4b에 따른 실시예와 유사하게, 상기 얼라인 마크(110)를 패턴 형성하는 공정 시, 상기 얼라인 마크(110)와 동일한 제2 차광재료를 이용하여 제2 광차단 패턴을 동시에 패턴 형성하고, 그 후에, 상기 중간층(112) 및 제1 광차단 패턴층(120a)을 차례로 형성하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 기판(100)의 일면에 얼라인 마크(110), 중간층(112) 및 제1 광차단 패턴층(120a)을 차례로 형성하게 되면, 링 조명 장치를 통해 상기 얼라인 마크(110)를 인식할 수 있고 그에 따라 패턴 마스크에 대한 얼라인 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 얼라인 된 패턴 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 수행하여, 상기 제1 광차단 패턴층(120a)에 대한 패터닝 공정을 수행함으로써 소정의 제1 광차단 패턴(120)을 형성한다.

또한, 전술한 바와 같이, 최종 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 소정의 스크라이빙 라인(s)을 따라서 스크라이빙 공정이 수행될 수 있고, 그 경우, 최종 디스플레이 장치 내에는 상기 얼라인 마크(110)가 형성되지 않을 수 있다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 4a 및 도 4b에 따른 방법을 적용한 것이다.

우선, 도 6a에서 알 수 있듯이, 제1 기판(300)의 일면, 구체적으로 제1 기판(300)의 하면 상에 얼라인 마크(310) 및 블랙 매트릭스(Black Matrix) 패턴(311)을 패턴 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 패턴(311) 사이에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터(312)를 형성하고, 그 후, 상기 제1 기판(300)의 타면, 구체적으로 제1 기판(300)의 상면 상에 광차단 패턴층(320a)을 도포한다.

상기 얼라인 마크(310) 및 블랙 매트릭스 패턴(311)은 동일한 공정을 통해 동시에 패턴 형성할 수 있으며, 따라서, 상기 얼라인 마크(310) 및 블랙 매트릭스 패턴(311)은 동일하게 전술한 제2 차광재료로 이루어질 수 있다.

상기 광차단 패턴층(320a)은 전술한 제1 차광재료로 이루어진다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 컬러 필터(312) 상에는 기판 평탄화를 위한 오버 코트층이 추가로 형성될 수 있고, 상기 오버 코트층 상에 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서가 추가로 형성될 수 있다.

다음, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 얼라인 마크(310)를 이용하여 링조명 장치를 통해 소정의 패턴 마스크를 얼라인 한 후, 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 광차단 패턴층(320a)에 대한 패터닝 공정을 수행함으로써, 상기 제1 기판(300)의 타면에 소정의 광차단 패턴(320)을 형성한다.

상기 광차단 패턴(320)은 3D 영상을 구현함에 있어서 시야각 특성을 향상시키기 위해 적용되는 것이다. 즉, 3D 영상을 구현하기 위해서는 후술할 FPR(Film-type Patterned Retarder)(도 6e의 도면부호 340 참조)을 적용할 수 있고, 이와 같이 FPR을 적용함에 있어서 좌안 영상 영역과 우안 영상 영역 사이의 경계 영역에서의 광투과를 차단할 경우, 3D 영상에 대한 시야각 특성이 향상될 수 있다.

따라서, 상기 광차단 패턴(320)은 FPR(도 6e의 도면부호 340 참조)의 좌안 영상 영역과 우안 영상 영역 사이의 경계 영역에 패턴 형성되며, 그 예로서, 상기 블랙 매트릭스 패턴(311)에 대응하면서 매트릭스 구조가 아닌 스트라이프 구조로 형성될 수 있다.

다음, 도 6c에서 알 수 있듯이, 소정의 제2 기판(500)을 준비한 후, 액정층(700)을 사이에 두고 상기 제1 기판(300)과 제2 기판(500)을 합착한다.

상기 제2 기판(500)은 그 위에 소정의 어레이(array)층(510)을 형성하여 준비한다. 상기 어레이층(510)은 서로 교차하여 복수의 화소를 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선, 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되면서 상기 복수의 화소 각각에 형성되는 화소 전극을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 어레이층(510)은 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등 액정표시장치의 구동 모드에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 액정층(700)을 사이에 두고 제1 기판(300)과 제2 기판(500)을 합착하는 공정은, 진공 주입법 또는 액정 적하법을 이용하여 수행할 수 있다.

상기 진공 주입법은 소정의 주입구를 구비한 씰런트(600)를 이용하여 상기 제1 기판(300)과 제2 기판(500)을 합착한 후, 상기 주입구를 통해 액정을 주입하고, 그 후 상기 주입구를 밀봉하는 공정이다. 상기 액정 적하법은 상기 제1 기판(300)과 제2 기판(500) 중 어느 하나의 기판 상에 주입구 없는 씰런트(600)를 도포한 후, 상기 씰런트(600)의 안쪽에 액정을 적하하고, 그 후 양 기판(300, 500)을 합착하는 공정이다.

다음, 도 6d에서 알 수 있듯이, 소정의 스크라이빙 라인(도 6c의 s라인 참조)을 따라 상기 합착 기판(300, 500)에 대한 스크라이빙 공정을 수행한다.

상기 스크라이빙 공정에 의해서 상기 얼라인 마크(310)는 상기 합착 기판(300, 500)에서 제거된다.

다음, 도 6e에서 알 수 있듯이, 상기 제1 기판(300)의 광차단 패턴(320) 상에 제1 편광판(330)을 형성하고, 상기 제1 편광판(330) 상에 FPR(340)을 형성함과 더불어 상기 제2 기판(500) 상에 제2 편광판(530)을 형성한다.

상기 제1 편광판(330)과 제2 편광판(530)은 액정표시장치의 모드에 따라서 적절한 편광축을 가지도록 구성된다.

상기 FPR(340)은 좌안 영상 영역(342)과 우안 영상 영역(344)을 포함하여 이루어진다. 상기 좌안 영상 영역(342)과 우안 영상 영역(344)은 서로 상이한 편광축을 가지도록 구성되어 있어, 상기 좌안 영상 영역(342)을 통해서 좌안 영상이 출광되고, 상기 우안 영상 영역(344)을 통해서 우안 영상이 출광되며, 그에 따라, 사용자가 3D 영상을 시청할 수 있게 된다.

이때, 상기 좌안 영상 영역(342)과 우안 영상 영역(344) 사이의 경계 영역에 대응하는 영역에는, 전술한 바와 같이 광차단 패턴(320)이 형성되어 있다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는 개략적인 공정 단면도이다. 전술한 실시예에 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

우선, 도 7a에서 알 수 있듯이, 제1 기판(300)의 일면, 구체적으로 제1 기판(300)의 상면 상에 얼라인 마크(310) 및 광차단 패턴(320)을 패턴 형성하고, 그 후, 상기 제1 기판(300)의 타면, 구체적으로 제1 기판(300)의 하면 상에 블랙 매트릭스층(311a)을 도포한다.

상기 얼라인 마크(310) 및 광차단 패턴(320)은 동일한 공정을 통해 동시에 패턴 형성할 수 있으며, 따라서, 상기 얼라인 마크(310) 및 광차단 패턴(320)은 동일하게 전술한 제2 차광재료로 이루어질 수 있다.

상기 블랙 매트릭스층(311a)은 전술한 제1 차광재료로 이루어진다.

다음, 도 7b에서 알 수 있듯이, 상기 얼라인 마크(310)를 이용하여 링조명 장치를 통해 소정의 패턴 마스크를 얼라인 한 후, 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 블랙 매트릭스층(311a)에 대한 패터닝 공정을 수행함으로써, 상기 제1 기판(300)의 타면에 소정의 블랙 매트릭스 패턴(311)을 형성한다.

다음, 도 7c에서 알 수 있듯이, 상기 블랙 매트릭스 패턴(311) 사이에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터(312)를 형성한다.

도시하지는 않았지만, 상기 컬러 필터(312) 상에는 기판 평탄화를 위한 오버 코트층이 추가로 형성될 수 있고, 상기 오버 코트층 상에 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서가 추가로 형성될 수 있다.

다음, 도 7d에서 알 수 있듯이, 소정의 제2 기판(500)을 준비한 후, 액정층(700)을 사이에 두고 상기 제1 기판(300)과 제2 기판(500)을 합착한다.

상기 제2 기판(500)은 전술한 바와 같이 그 위에 소정의 어레이(array)층(510)을 형성하여 준비한다.

상기 액정층(700)을 사이에 두고 제1 기판(300)과 제2 기판(500)을 합착하는 공정도, 전술한 바와 같이, 진공 주입법 또는 액정 적하법을 이용하여 수행할 수 있다.

다음, 도 7e에서 알 수 있듯이, 소정의 스크라이빙 라인(도 7d의 s라인 참조)을 따라 상기 합착 기판(300, 500)에 대한 스크라이빙 공정을 수행한다. 그리하면, 상기 얼라인 마크(310)가 상기 합착 기판(300, 500)에서 제거된다.

다음, 도 7f에서 알 수 있듯이, 상기 제1 기판(300)의 광차단 패턴(320) 상에 제1 편광판(330)을 형성하고, 상기 제1 편광판(330) 상에 FPR(340)을 형성함과 더불어 상기 제2 기판(500) 상에 제2 편광판(530)을 형성한다.

100: 기판 110, 310: 얼라인 마크
111: 제2 광차단 패턴 120, 120a: 제1 광차단 패턴, 제1 광차단 패턴층
300: 제1 기판 311: 블랙 매트릭스 패턴
320, 320a: 광차단 패턴, 광차단 패턴층
330: 제1 편광판 340: FPR
500: 제2 기판 510: 어레이층
530: 제2 편광판 600: 씰런트
700: 액정층

Claims

기판의 일면에 얼라인 마크를 패턴 형성하는 공정;
상기 얼라인 마크와 상이한 층에 제1 광차단 패턴층을 도포하는 공정; 및
상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 제1 광차단 패턴층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 제1 광차단 패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,
이때, 상기 제1 광차단 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크는 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 기판의 일면에 제2 광차단 패턴을 형성하는 공정을 추가로 포함하여 이루어지며, 이때, 상기 제2 광차단 패턴은 상기 얼라인 마크와 동일한 공정을 통해 동일한 재료인 제2 차광재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 차광재료는 흡광도(Optical Density)가 0.5 ~ 4.5 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
기판 상에 형성된 제1 광차단 패턴을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 광차단 패턴은 흡광도(Optical Density)가 0.5 ~ 4.5 범위인 제1 차광재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판.
제4항에 있어서,
상기 제1 광차단 패턴과 상이한 층에 제2 차광재료로 이루어진 제2 광차단 패턴이 추가로 형성되어 있고, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 광차단 패턴과 상이한 층에 제2 차광재료로 이루어진 얼라인 마크가 추가로 형성되어 있고, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 기판.
제1 기판의 일면에 얼라인 마크 및 블랙 매트릭스 패턴을 패턴 형성하는 공정;
상기 제1 기판의 타면에 광차단 패턴층을 도포하는 공정;
상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 광차단 패턴층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 광차단 패턴을 형성하는 공정;
제2 기판을 준비한 후 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정;
소정의 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판에 대한 스크라이빙을 수행하는 공정; 및
상기 광차단 패턴 상에 제1 편광판을 형성하고, 상기 제1 편광판 상에 FPR을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며,
이때, 상기 광차단 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크 및 블랙 매트릭스 패턴은 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제1 기판의 일면에 얼라인 마크 및 광차단 패턴을 패턴 형성하는 공정;
상기 제1 기판의 타면에 블랙 매트릭스층을 도포하는 공정;
상기 얼라인 마크를 이용하여 패턴 마스크를 얼라인 한 후 상기 블랙 매트릭스층에 대한 패터닝 공정을 수행하여 소정의 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 공정;
제2 기판을 준비한 후 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 공정;
소정의 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판에 대한 스크라이빙을 수행하는 공정; 및
상기 광차단 패턴 상에 제1 편광판을 형성하고, 상기 제1 편광판 상에 FPR을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지며,
이때, 상기 블랙 매트릭스 패턴은 제1 차광재료로 이루어지고, 상기 얼라인 마크 및 광차단 패턴은 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
액정층을 사이에 두고 합착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하여 이루어지며,
상기 제1 기판의 일면에는 블랙 매트릭스 패턴이 형성되어 있고, 상기 제1 기판의 타면에는 광차단 패턴, 제1 편광판 및 FPR이 차례로 형성되어 있으며,
상기 블랙 매트릭스 패턴과 상기 광차단 패턴 중 어느 하나는 제1 차광재료로 이루어지고, 나머지 하나는 제2 차광재료로 이루어지며, 상기 제1 차광재료는 상기 제2 차광재료보다 광투과율이 우수한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제9항에 있어서,
상기 FPR은 좌안 영상 영역과 우안 영상 영역을 포함하여 이루어지고, 상기 광차단 패턴은 상기 좌안 영상 영역과 우안 영상 영역의 경계 영역에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.