KR20150002116A - Alignment layer patterning method and method of fabricating liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 마지널 현상에 의한 두께차이 발생에 기인한 불량을 억제할 수 있는 배향막 형성 방법 및 이를 적용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of forming an alignment film capable of suppressing defects due to occurrence of a thickness difference due to a marginal phenomenon and a method of manufacturing a liquid crystal display device using the same.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal display devices have been attracting attention as next generation advanced display devices with low power consumption, good portability, and high value-added.
이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Of these liquid crystal display devices, an active matrix type liquid crystal display device having a thin film transistor, which is a switching device capable of controlling voltage on and off for each pixel, .
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정 셀 공정을 거쳐 완성된다. Generally, a liquid crystal display device forms an array substrate and a color filter substrate through an array substrate manufacturing process for forming thin film transistors and pixel electrodes, and a color filter substrate manufacturing process for forming color filters and common electrodes, And a liquid crystal cell interposed therebetween.
이러한 액정표시장치의 제조공정에 대해 간단히 설명한다. A manufacturing process of such a liquid crystal display device will be briefly described.
우선, 상기 어레이 기판은 패터닝 될 물질층 증착(deposition) 또는 도포, 포토레지스트 도포, 노광 마스크를 이용한 포토레지스트의 노광(photo-lithography), 노광된 포토레지스트의 현상(develope), 패터닝 될 물질층의 식각(etching) 및 포토레지스트의 스트립(strip) 등의 다수의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 각 화소영역 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(thin film transistor)를 형성하고, 동시에 상기 각 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선을 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 형성한 후, 상기 박막트랜지스터의 일 전극과 접촉하는 화소전극을 상기 각 화소영역에 형성함으로서 완성할 수 있다.First, the array substrate may be patterned by depositing or applying a material layer to be patterned, applying a photoresist, photo-lithography using an exposure mask, development of an exposed photoresist, A mask process including a plurality of unit processes such as etching and a strip of a photoresist is performed to form a thin film transistor which is a switching device in each pixel region, Gate lines and data lines to be defined are formed so as to be connected to the thin film transistors, and pixel electrodes which are in contact with one electrode of the thin film transistors are formed in the respective pixel regions.
또한, 컬러필터 기판은 상기 어레이 기판과 마주보는 면에 컬러필터층과 이를 덮는 형태로 공통전극을 형성함으로서 완성할 수 있다. In addition, the color filter substrate can be completed by forming a color filter layer on the surface facing the array substrate and a common electrode covering the color filter layer.
그리고 전술한 바와 같이 제작된 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 서로 대향시킨 후, 상기 두 기판 사이에 액정층을 개재하고, 상기 두 기판을 합착하여 하나의 패널을 형성하는 셀 공정을 진행하여 액정표시장치를 완성한다. After the array substrate and the color filter substrate manufactured as described above are opposed to each other, a liquid crystal layer is interposed between the two substrates, and the two substrates are bonded together to form a panel, Complete the device.
이러한 방법에 의해 제조되는 액정표시장치는 액정의 전기광학적 효과를 이용한 것이고, 이러한 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되며, 상기 액정의 분자배열에 대한 제어는 액정표시장치에서의 화상 표시품위에 큰 영향을 미치게 된다. The liquid crystal display device manufactured by this method uses the electro-optic effect of the liquid crystal, and the electro-optical effect is determined by the anisotropy of the liquid crystal itself and the molecular arrangement state of the liquid crystal, The image display quality in the apparatus is greatly influenced.
따라서 액정 분자의 초기 배열을 고르게 하기 위해서 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하는 셀 공정 단계에서 배향막을 형성하는 배향 공정을 진행하게 된다. Accordingly, in order to uniformize the initial alignment of the liquid crystal molecules, an alignment process for forming an alignment film is performed in a cell process step of attaching the array substrate and the color filter substrate.
배향공정은 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판에 러빙 등의 공정 진행에 의해 이를 구성하는 일요소인 고분자 사슬이 일 방향으로 정렬되는 특성을 갖는 배향 물질을 고른 두께로 도포하여 배향막을 형성하고, 상기 배향막이 일정한 방향으로 배향성을 갖도록 하기 러빙 공정을 진행하여 상기 배향막을 내의 고분자 사슬을 일정한 방향으로 정렬시키는 공정을 포함한다. In the alignment process, an alignment film having a uniform thickness is applied to the array substrate and the color filter substrate by a process such as rubbing to align the polymer chains in one direction, thereby forming an alignment film, And aligning the polymer chains in the alignment film in a predetermined direction by advancing the rubbing process so as to have the orientation in the predetermined direction.
이러한 배향 공정 진행에 의해 액정층 내의 액정 분자들은 일정한 초기 배열을 이루게 된다. 즉, 액정에 초기 상태의 질서를 부여하고 액정분자 각각이 규칙적인 응답을 할 수 있도록 하는 것이 배향막의 역할이다. With the progress of the alignment process, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer have a constant initial arrangement. That is, it is the role of the alignment film to give an order of the initial state to the liquid crystal and allow each liquid crystal molecule to make a regular response.
이러한 배향막의 형성 방법에 대해 도면을 참조하여 좀 더 자세히 설명한다. A method of forming such an alignment film will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 종래의 배향막 인쇄 장치를 이용한 롤 코팅 방식에 의한 배향막을 기판 상에 인쇄하는 단계를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a step of printing an alignment film by a roll coating method using a conventional alignment film printing apparatus on a substrate.
기판(40) 상에 배향막(50) 형성은 주로 복수개의 롤(12, 14)과 인쇄 스테이지(20)로 구성된 배향막 인쇄 장치(10)와 상기 배향막 인쇄 장치(10)를 구성하는 요소 중 판동(16)에 장착되는 소정 패턴 형태를 갖는 전사판(30)을 이용한 롤 코팅 방식이 주로 사용되고 있다. The formation of the
이때, 상기 배향막 인쇄 장치(10)는 일 방향으로 왕복 운동하는 인쇄 스테이지(20)와, 상기 인쇄 스테이지(20)와 맞물려 회전하는 판동(16)과 상기 판동(16) 표면에 장착된 전사판(30)과, 상기 전사판(30)에 배향액을 전사시키는 아니록스롤(14)과, 상기 아니록스롤(14)에 배향액을 고르게 발라주는 닥터롤(12)과 상기 아니록스롤(14)과 닥터롤(12) 사이에 배향액을 공급하는 디스펜서(18)를 포함하여 구성되어 있다.The alignment
상기 인쇄 스테이지(20) 상에 기판(40)을 위치시키고, 상기 인쇄 스테이지(20)가 일 방향으로 균일한 속도로 움직이면, 상기 인쇄 스테이지(20)와 맞물려 있는 판동(16)이 회전하며, 상기 판동(16)상에 장착된 전사판(30)이 상기 인쇄 스테이지(20) 상에 위치한 상기 기판(40)과 접촉하며, 상기 전사판(30)에 고르게 발라진 배향액을 상기 기판(40)에 전사시킴으로서 상기 기판(40)상에 배향막(50)을 형성하게 된다. When the
이후 이렇게 형성된 배향막(50)에 대해 러빙 공정을 진행함으로서 상기 배향막(50) 내의 고분자 사슬을 일 방향으로 정렬시킴으로서 상기 배향 공정을 완료하게 된다. Thereafter, the rubbing process is performed on the thus formed
하지만, 전술한 바와같이 배향막 인쇄 장치(10)를 이용한 롤 코팅 방식에 의해 기판(40) 상에 배향막(50)을 형성하게 되면, 도 2(배향막 인쇄장치를 통해 기판 상에 배향막이 형성된 것을 도시한 단면도)에 도시한 바와같이, 상기 기판(40) 상에 형성되는 배향막(50)은 전사판에 압력을 가해 상기 전사판(30)에 발라진 배향액을 상기 기판(40)에 전사시켜 배향막(50)을 인쇄하는 특성 상 마지널 현상에 의해 배향막(50)의 중앙부와 테두리 부에서의 그 두께 차이가 2 내지 3배 정도 심하게 발생하고 있다. However, when the
즉, 상기 배향막 인쇄장치(10)를 통해 상기 기판(40)상에 형성된 배향막(50)의 중앙부는 적정 두께인 제 1 두께(t1)를 갖는 반면 상기 배향막(50)의 가장자리 부분은 상기 제 1 두께(t1)의 2 내지 3배 되는 제 2 두께(t2)를 이루게 된다.That is, the center portion of the
그리고 이러한 배향막(50)의 두께 차이는 이러한 배향막(50)이 각각 형성된 어레이 기판과 컬러필터 기판을 액정층을 개재하여 합착 공정을 진행하게 되면 액정층의 두께가 일정하지 않게 되는 갭 불량을 발생시키며, 이로인해 액정표시장치에 전압 인가 시 화면상에 배향막(50) 두께 차에 의한 얼룩 등이 나타나게 되는 등 액정표시장치의 표시품위를 저하시키는 요인이 되고 있다.The difference in the thickness of the
또한, 상기 배향막(50)의 가장자리 부의 큰 두께에 의해 이후 진행되는 러빙 공정 시 러빙 포를 손상시킴으로서 상기 손상된 러빙포에 의해 배향막(50) 내의 고분자 사슬을 일 방향으로 정렬 시 방향성을 달리하게 됨으로서 화상 구현 시 얼룩으로 표시되는 불량이 발생되고 있다. Further, by the large thickness of the edge portion of the
또한, 이렇게 배향막 인쇄 장치를 통해 형성된 배향막은 실질적으로 기판상에 배향막이 형성되어야 하는 영역 이외의 영역에 형성될 수 있으며 이 경우 실란트가 구비되어야 하는 영역에 배향막이 형성되면 실란트와의 접착력이 좋지 않아 액정층이 누출되거나, 소정시간 경과 후 어레이 기판과 컬러필터 기판이 분리되는 불량을 야기시키고 있다.
In addition, the alignment layer formed through the alignment film printing apparatus may be formed on an area other than the area where the alignment film should be formed on the substrate. In this case, if the alignment film is formed in the area where the sealant is to be provided, The liquid crystal layer leaks, or the array substrate and the color filter substrate are separated from each other after the lapse of a predetermined time.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 어레이 기판 및 컬러필터 기판에 형성되는 배향막이 중앙부과 가장자리 부분에서의 두께차 없이 균일한 두께를 갖도록 하는 배향막 형성 방법과 이를 이용한 액정표시장치의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an alignment film forming method for forming an alignment film on an array substrate and a color filter substrate to have a uniform thickness, And a manufacturing method of the apparatus.
나아가 배향막이 실란트가 구비되는 영역에 대해서는 형성되지 않도록 함으로서 어레이 기판과 컬러필터 기판간의 합착력을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to improve the bonding force between the array substrate and the color filter substrate by preventing the alignment film from being formed in a region where the sealant is provided.
본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법은, 표시영역과 이의 주변에 비표시영역을 갖는 액티브 영역이 다수 정의된 기판 상의 상기 각 액티브영역 별로 배향막 인쇄 장치를 통해 액상의 배향막을 인쇄하는 단계와; 상기 기판 상에 인쇄된 배향막을 경화시키는 단계와; 각 액티브영역 별로 형성된 경화된 배향막 중 타 영역 대비 두께가 두꺼운 부분 또는 불필요하게 형성된 부분에 대해 레이저 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하며, 동시에 상기 기판 상의 레이저 빔이 조사되는 부근에 석션 장치를 통해 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입하여 제거시키는 단계를 포함하며, 상기 레이저 빔이 조사되는 배향막은 그 두께가 줄어들거나 또는 제거되는 것이 특징이다. A method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention includes the steps of: printing a liquid crystal alignment film through an alignment film printing apparatus for each active region on a substrate having a plurality of active regions having a display region and a non-display region around the display region; Curing the printed alignment film on the substrate; A laser beam is irradiated to a portion of the cured alignment layer formed in each active region that is thicker or unnecessarily formed relative to the other region, and a laser beam is irradiated through the laser irradiating device. At the same time, And a step of sucking and removing the incineration substances and the vaporization residues generated by the beam irradiation, wherein the thickness of the alignment layer irradiated with the laser beam is reduced or eliminated.
이때, 상기 레이저 조사장치는 플루오르화 클립톤(KrF)을 반응가스로 이용함으로서 상기 레이저 빔의 파장대는 248nm이며, 상기 레이저 빔은 펄스파 형태인 것이 특징이며, 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 200 내지 600 mJ/㎠ 인 것이 바람직하다.In this case, the laser irradiating apparatus uses KrF as a reactive gas so that the laser beam has a wavelength of 248 nm and the laser beam has a pulse-wave form. The energy density of the laser beam is 200 to 200 nm, 600 mJ / cm < 2 >.
또한, 상기 기판은, 상기 각 액티브영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극을 포함하는 어레이 기판이거나, 또는 상기 각 액티브영역에 블랙매트릭스와 컬러필터층과 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판이거나, 또는 상기 각 액티브영역에 블랙매트릭스와 컬러필터층과 오버코트층을 포함하는 컬러필터 기판인 것이 특징이다.The substrate may be an array substrate including a gate and a data line crossing each other in the active regions, a thin film transistor connected to the gate and the data line, and a pixel electrode connected to the thin film transistor, A color filter substrate including a black matrix, a color filter layer and a common electrode, or a color filter substrate including a black matrix, a color filter layer and an overcoat layer in each active region.
이때, 상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 것이 특징이며, 상기 배향막과 오버코트층이 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1000 내지 6000 mJ/㎠ 이며, 상기 배향막과 오버코트층과 더불어 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 2000 내지 10000 mJ/㎠ 인 것이 바람직하다.At this time, the portion irradiated with the laser beam through the laser irradiation device is removed together with the alignment film, the overcoat layer alone or the overcoat layer and the black matrix located below the overcoat layer and the overcoat layer, The energy density of the laser beam is 1000 to 6000 mJ / cm 2, and when the black matrix is removed together with the alignment layer and the overcoat layer, the energy density of the laser beam is 2000 to 10000 mJ / cm 2 desirable.
또한, 상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 다수의 레이저 조사 장치를 통해 2회 이상 레이저 빔을 조사하는 것이 특징이다.The overcoat layer alone or the overcoat layer and the black matrix, which are located below the overcoat layer and the black matrix, are irradiated with the laser beam through the laser irradiating device, And the laser beam is irradiated at least once.
그리고 상기 석션 장치는 흡입 수단만이 구비되거나, 또는 상기 흡입수단과 더불어 가스 배출수단을 더욱 구비함으로서 상기 가스 배출수단을 통해 상기 기판 상에 상기 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 상기 기판으로부터 분리시킨 후 상기 흡입 수단을 통해 상기 기판으로부터 분리된 상기 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입 제거하는 것이 특징이다.The sucking device may include only suction means, or may further include a gas discharging means in addition to the suction means, so that the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation on the substrate through the gas discharging means And then sucking and removing the incineration substances and the vaporization residues separated from the substrate through the suction means after separating from the substrate.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법은, 표시영역과 이의 주변에 비표시영역을 갖는 액티브 영역이 다수 정의되며 상기 각 액티브영역에 박막트랜지스터 및 화소전극이 구비된 어레이 기판 및 각 액티브영역에 컬러필터층이 구비된 컬러필터 기판을 형성하는 단계와; 상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상의 상기 각 액티브영역 별로 배향막 인쇄 장치를 통해 액상의 배향막을 인쇄하는 단계와; 상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상에 인쇄된 배향막을 경화시키는 단계와; 상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상의 상기 각 액티브영역 별로 형성된 경화된 배향막 중 타 영역 대비 두께가 두꺼운 부분 또는 불필요하게 형성된 부분에 대해 레이저 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하며 제거하며, 동시에 상기 기판 상의 레이저 빔이 조사되는 부근에 석션 장치를 통해 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입하여 제거시키는 단계와; 상기 배향막을 서로 마주하도록 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 위치시키고 각 액티브영역 별로 각 표시영역 외측으로 실란트를 도포하고, 상기 실란트 내측으로 액정층을 개재하여 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 합착하여 패널을 이루도록 하는 단계와; 상기 패널을 각 액티브영역별로 절단하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a step of forming a plurality of active regions having a display region and a non-display region therearound, each of which includes a thin film transistor and a pixel electrode, Forming a color filter substrate having a color filter layer in an area; Printing an alignment film of a liquid phase through the alignment film printing apparatus for each of the active regions on the array substrate and the color filter substrate; Curing an alignment film printed on each of the array substrate and the color filter substrate; A laser beam is irradiated to a portion of the cured alignment film formed on each of the array substrate and the color filter substrate for each of the active regions to form a thick or unnecessarily thick portion of the alignment film on the array substrate and the color filter substrate, Sucking and removing the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation through the suction device in the vicinity of the irradiation of the laser beam; The array substrate and the color filter substrate are positioned so as to face each other with the alignment film facing each other, the sealant is applied to the outside of each display region for each active region, and the array substrate and the color filter substrate are bonded together with the liquid crystal layer interposed therebetween, ; And cutting the panel by each active area.
이때, 상기 레이저 조사장치는 플루오르화 클립톤(KrF)을 반응가스로 이용함으로서 상기 레이저 빔의 파장대는 248nm이며, 상기 레이저 빔은 펄스파 형태인 것이 특징이다.At this time, the laser irradiating apparatus uses KrF as a reactive gas, the wavelength of the laser beam is 248 nm, and the laser beam is in the form of a pulse wave.
그리고 상기 컬러필터 기판에는 상기 컬러필터층 하부로 표시영역 내부에서는 격자형태를 갖는 제 1 블랙매트릭스와 상기 표시영역을 테두리하는 제 2 블랙매트릭스가 구비되며, 상기 컬러필터층 및 상기 제 2 블랙매트릭스를 덮으며 오버코트층이 구비되며, 상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 제 2 블랙매트릭스가 함께 제거되는 것이 특징이다.The color filter substrate is provided with a first black matrix having a lattice shape inside the display area below the color filter layer and a second black matrix surrounding the display area, and covers the color filter layer and the second black matrix An overcoat layer is provided and the overcoat layer alone or the overcoat layer and the second black matrix, which are positioned below the alignment film, are removed together with the alignment film, through which the laser beam is irradiated through the laser irradiation device .
또한, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막만이 제거되거나 또는 그 두께가 줄어들도록 하는 경우, 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 200 내지 600 mJ/㎠ 이며, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막과 오버코트층이 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1000 내지 6000 mJ/㎠ 이며, 상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막과 오버코트층과 더불어 상기 제 2 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 2000 내지 10000 mJ/㎠ 인 것이 바람직하다.The energy density of the laser beam is 200 to 600 mJ / cm < 2 > when only the alignment layer is removed or the thickness thereof is reduced by the laser beam irradiation, and the alignment layer and the overcoat layer The energy density of the laser beam is 1000 to 6000 mJ / cm 2, and when the second black matrix is removed together with the alignment layer and the overcoat layer by the laser beam irradiation, the energy density of the laser beam is 2000 To 10000 mJ / cm < 2 >.
그리고 상기 배향막과 더불어 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 제 2 블랙매트릭스가 제거되는 경우, 상기 실란트는 상기 오버코트층이 제거된 영역에 형성하는 것이 특징이다.When the overcoat layer alone or the overcoat layer and the second black matrix are removed together with the alignment film, the sealant is formed in the area from which the overcoat layer is removed.
또한, 상기 실란트는 블랙 계열의 수지 물질로 이루어진 블랙 실란트인 것이 특징이다.Further, the sealant is a black sealant comprising a black-based resin material.
또한, 상기 석션 장치는 흡입 수단만이 구비되거나, 또는 상기 흡입수단과 더불어 가스 배출수단을 더욱 구비함으로서 상기 가스 배출수단을 통해 상기 기판 상에 상기 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 상기 기판으로부터 분리시킨 후 상기 흡입 수단을 통해 상기 기판으로부터 분리된 상기 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입 제거하는 것이 특징이다.
The sucking device may be provided only with suction means, or may further include gas discharging means in addition to the suction means, so that the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation on the substrate through the gas discharging means And separating the substrate from the substrate, and then sucking and removing the incineration substance and the vaporization residue separated from the substrate through the suction means.
본 발명은 레이저 빔 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하여 기판상의 불필요한 부분에 형성된 배향막 일례로 마지널 현상에 의해 타 영역 대비 두껍게 형성된 배향막 부분 또는 전사판의 전사 오차를 고려하여 크게 형성된 배향막의 마진 부분을 제거하게 되면 타 영역 대비 두꺼운 두께를 갖는 부분이 제거됨으로서 배향막은 각 액티브영역 내에서 균일한 두께를 갖게 되므로 배향막 두께 불균일에 기인하는 표시품질 저하를 억제하는 효과가 있다.The present invention relates to an alignment film formed on an unnecessary portion of a substrate by irradiating a laser beam through a laser beam irradiating device and a marginal portion of the alignment film formed largely in consideration of a transfer error of the transfer plate, The portion having a thicker thickness than the other region is removed, so that the alignment layer has a uniform thickness in each active region, thereby suppressing the display quality deterioration due to unevenness in alignment layer thickness.
나아가 본 발명은 두껍게 형성된 배향막에 의한 러빙 포의 손상을 억제할 수 있으므로 러빙 불량을 억제하는 효과를 갖는다.Further, the present invention can suppress the damage of the rubbing cloth by the thickly formed alignment film, and thus has an effect of suppressing the rubbing failure.
또한, 본 발명은 전사판에 의한 오차를 감안한 마진 부분이 제거됨으로서 각 액티브 영역 내의 비표시영역 영역의 폭을 줄일 수 있으므로 네로우 베젤 구현이 가능한 액정표시장치를 제공하는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of providing a liquid crystal display device capable of realizing a narrow bezel because a width of a non-display area within each active area can be reduced by removing a margin part considering an error caused by a transfer plate.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 의해서는 실란트가 형성되는 부분에 형성된 배향막은 레이저 조사장치를 통해 제거됨으로서 실란트의 접착력을 향상시킬 수 있으므로 어레이 기판과 컬러필터 기판이 소정의 시간이 경과하더라도 액정층이 누출되거나 또는 기판이 서로 분리되는 등의 현상을 억제하여 합착된 상태를 원활하게 유지시키는 효과를 갖는다.
According to the method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention, since the alignment film formed at the portion where the sealant is formed is removed through the laser irradiation device, the adhesion of the sealant can be improved. The liquid crystal layer is prevented from leaking out or the substrates are separated from each other, thereby maintaining the cohesive state smoothly.
도 1은 배향막 인쇄 장치를 이용한 롤 코팅 방식에 의한 배향막 인쇄공정을 도시한 도면.
도 2는 배향막 인쇄장치를 통해 기판 상에 배향막이 형성된 것을 도시한 단면도
도 3은 액정표시장치의 개략적인 단면도.
도 4는 횡전계 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 5는 프린지 필드 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예에 따른 배향막을 형성하는 단계별 공정 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 또는 컬러필터 기판 제조에 사용되는 마더 기판의 평면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성법에 의해 배향막이 형성된 형태를 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 사용되는 석션 장치에 대한 개략적인 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 나타낸 단면도로서 블랙매트릭스와 오버코트층 및 배향막이 구비된 컬러필터 기판에 대해 배향막과 오버코트층 및 블랙매트릭스를 모두 제거하는 것을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성방법을 적용시켜 배향막과 오버코트층 및 블랙매트릭스를 모두 제거한 컬러필터 기판을 구비한 액정표시장치에 대한 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an alignment film printing process by a roll coating method using an alignment film printing apparatus. Fig.
2 is a cross-sectional view showing an alignment film formed on a substrate through an alignment film printing apparatus
3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device;
4 is a cross-sectional view of one pixel region of a transverse electric field mode liquid crystal display device.
5 is a cross-sectional view of one pixel region of a fringe field mode liquid crystal display.
6A to 6C are cross-sectional views illustrating the steps of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a mother substrate used for manufacturing an array substrate or a color filter substrate of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are plan views showing a form in which an alignment film is formed by an alignment film formation method according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view of a suction device used in a method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view illustrating a method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention, in which both an alignment film, an overcoat layer, and a black matrix are removed from a color filter substrate having a black matrix, an overcoat layer, and an alignment film.
11 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device including a color filter substrate in which an alignment film, an overcoat layer, and a black matrix are all removed by applying an alignment film forming method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시예에 의한 배향막 형성 방법을 포함하는 액정표시장치의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device including a method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
우선, 액정표시장치의 구성에 대해 간단히 설명한다.First, the configuration of the liquid crystal display device will be briefly described.
도 3은 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 액정표시장치(101)는 액정층(180)을 사이에 두고 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(160)이 대면 합착된 구성을 이루고 있으며, 상기 액정표시장치는 화상을 표시하는 표시영역과, 상기 표시영역의 외측으로 비표시영역이 구비되고 있다. As shown in the figure, the liquid
이러한 구성을 갖는 액정표시장치에 있어 하부의 어레이 기판(110)은 베이스를 이루는 투명한 제 1 기판(112)의 상면으로 게이트 절연막(118)을 사이에 두고 그 하부 및 상부에서 교차하며 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)이 구비되고 있다.In the liquid crystal display device having such a configuration, the
또한, 상기 어레이 기판(110)에는 상기 각 화소영역(P) 내에 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)과 연결되며 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 나아가 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 화소전극(150)이 형성되고 있다. The
또한, 상기 어레이 기판(110)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(120)은 베이스를 이루는 투명한 제 2 기판(162)의 내측면에 상기 어레이 기판(110)에 구비된 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 제 1 블랙매트릭스(164a)가 형성되어 있으며, 도면에 나타내지 않았지만 표시영역의 테두리하며 비표시영역에 제 2 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있다. 이때 편의를 위해 상기 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(164a, 미도시)를 통합하여 블랙매트릭스(164)라 칭한다.The upper portion of the
그리고 상기 격자 형태의 제 1 블랙매트릭스(164a)로 둘러싸인 영역 내부에 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(167a, 167b, 167c)을 포함하는 컬러필터층(167)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 블랙매트릭스(164)와 컬러필터층(167)의 위로 상기 표시영역에 대응하여 투명한 공통전극(170)이 구비되어 있다.Green (G), and blue (B) color filter patterns, which are sequentially and repeatedly arranged in correspondence to the respective pixel regions P, in an area surrounded by the first
그리고, 이들 어레이 기판(110) 및 컬러필터 기판(160) 사이로 개재된 상기 액정층(180)의 누설을 방지하기 위하여, 상기 두 기판(110, 160)의 가장자리를 따라 접착제인 실란트(sealant)(미도시)가 구비되고 있으며, 상기 액정층(180)과 각각 접촉하는 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판(110, 120)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 제 1 및 제 2 배향막(152, 172)이 구비되고 있다. In order to prevent the leakage of the
이러한 구성을 갖는 액정표시장치(101)는 상기 게이트 배선(미도시)으로 박막트랜지스터(Tr)의 온(on)/오프(off) 신호전압이 순차적으로 스캔 인가되며, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 온(on) 상태에 의해 선택된 화소영역(P)의 화소전극(150)에 데이터 배선(130)으로 통해 화상 신호전압이 인가되며, 상기 화소전극(150)과 공통전극(170) 사이에 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(180) 내의 액정분자가 구동되고, 액정분자의 구동에 따른 빛의 투과율 변화로 풀 컬러의 화상을 표시할 수 있는 것이다.In the liquid
한편, 이러한 구성을 갖는 액정표시장치(101)를 제조하기 위해서는 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(160)을 각각 제작한 후, 이들 두 기판(110, 160) 사이에 액정층(180)을 개재하여 합착시키는 단계를 진행해야 한다. In order to manufacture the liquid
우선, 어레이 기판(110)의 경우, 투명한 절연재질의 제 1 기판(112) 상에 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착함으로서 단일층 또는 이중층 구조를 갖는 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.First, in the case of the
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)과 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 게이트 전극(115)을 형성한다.Then, the first metal layer (not shown) is patterned by a mask process to form gate lines (not shown) extending in one direction and
다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(115) 위로 상기 제 1 기판(112) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 게이트 절연막(118)을 형성한다.Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the entire surface of the
그리고 상기 게이트 절연막(118) 위로 순수 비정질 실리콘층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘층(미도시)과 제 2 금속층(미도시)을 형성하고, 이들을 회절노광 또는 하프톤 노광을 포함하는 1회의 마스크 공정을 통해 동시에 패터닝 함으로써 상기 화소영역(P) 내의 상기 게이트 전극(115)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과, 상기 액티브층(120a) 위로 서로 소정간격 이격하는 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)과, 상기 오믹콘택층(120b) 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성한다.Then, a pure amorphous silicon layer (not shown), an impurity amorphous silicon layer (not shown) and a second metal layer (not shown) are formed on the
이때, 이 단계에서 상기 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 게이트 전극(115)과, 게이트 절연막(118)과, 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. At this time, the
그리고, 이러한 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성함과 동시에 상기 게이트 절연막(118) 위로 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)을 형성한다.The source and drain
이때, 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 반도체층(120)을 1회의 마스크 공정을 통해 형성하게 됨으로서 상기 데이터 배선(130)의 하부에도 상기 액티브층(120a) 및 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)이 형성되지만, 이러한 데이터 배선(130) 하부에 형성되는 제 1 및 제 2 더미패턴(121a, 121b)은 상기 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 각각 1회의 마스크 공정을 진행하여 형성하는 경우 생략될 수 있다.At this time, the source and drain
그리고, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136) 위로 상기 기판(101) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하거나 또는 유기절연물질을 도포함으로서 보호층(140)을 형성한다. Then, the
이때, 상기 보호층(140)은 유기절연물질로 이루어져 평탄한 표면을 갖는 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었지만, 상기 보호층(140)은 무기절연물질로 이루어진 제 1 보호층(미도시)과 이의 상부로 유기절연물질로 이루어져 평탄한 표면을 갖는 제 2 보호층(미도시)의 이중층 구조를 이룰 수도 있다. Although the
한편 상기 보호층(140)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되고 있다.The
다음, 상기 보호층(140) 위로 전면에 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고 이를 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 내에 화소전극(150)을 형성함으로서 어레이 기판(110)을 완성한다. Next, a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) is deposited on the entire surface of the
한편, 컬러필터 기판(160)의 경우, 투명한 절연재질로 이루어진 제 2 기판상에 광 흡수율이 우수한 물질 일례로 블랙 레진을 도포하여 블랙 물질층(미도시)을 형성하고, 이를 패터닝함으로서 각 화소영역(P)의 경계 및 비표시영역에 대응하여 블랙매트릭스(164)를 형성한다. 이러한 블랙매트릭스(164)의 경우 표시영역을 테두리하는 제 2 블랙매트릭스(미도시)와 상기 제 2 블랙매트릭스(미도시)와 연결되며 각 화소영역(P)의 경계영역에 대응하여 격자형태를 갖는 제 1 블랙매트릭스(164a)로 구성된다. On the other hand, in the case of the
다음, 상기 블랙매트릭스(164) 위로 적, 녹, 청색 레지스트를 순차적으로 도포하여 각각 적, 녹, 청색 레지스트층(미도시)을 형성한 후 이를 각각 패터닝함으로서 최종적으로 각 화소영역(P) 별로 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(167a, 167b, 167c)이 순차 반복하는 컬러필터층(167)을 형성한다.Next, red, green, and blue resists are successively applied on the
이러한 컬러필터층(167)은 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(167a, 167b, 167c) 이외에 화이트 컬러필터 패턴(미도시)이 더욱 구비됨으로서 적, 녹, 청 및 화이트 컬러필터 패턴(167a, 167b, 167c, 미도시)으로 구성될 수도 있다.The
그리고, 상기 컬러필터층(167) 위로 투명 도전성 물질을 증착하고 이를 패터닝하여 표시영역에 공통전극(170)을 형성함으로서 컬러필터 기판(160)이 완성된다.A transparent conductive material is deposited on the
한편, 전술한 바와같이 제조되는 어레이 기판(110) 및 컬러필터 기판(160)은 실질적으로 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치(101)를 이루기 위한 구성이 되며, 상기 화소전극(150)과 공통전극(170)의 형성 위치 및 형태를 달리함으로서 횡전계 모드 액정표시장치(도 4의 201) 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(도 5의 301)의 구성을 이루도록 할 수도 있다.The
즉, 횡전계 모드 액정표시장치(도 4의 201)의 경우, 도 4(횡전계 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)에 도시한 바와같이, 어레이 기판(210)에 있어 화소전극(250) 하부의 구성은 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치용 어레이 기판(도 3의 110)과 동일하며, 상기 화소전극(250)은 각 화소영역(P) 내에서 다수의 바(bar) 형태를 가지며, 이러한 바(bar) 형태의 화소전극(250)과 이격하여 교대하는 형태로 바(bar) 형태의 공통전극(251)이 더욱 구비된다. That is, in the case of the transverse electric field mode liquid crystal display (201 in Fig. 4), as shown in Fig. 4 (cross sectional view for one pixel region of the transverse electric field mode liquid crystal display) The structure of the lower portion of the
이 경우, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극(251)은 공통배선(미도시)과 연결된 구성을 이루며, 이러한 공통배선(미도시)은 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하며 나란히 형성된 구성을 이루게 된다.In this case, the plurality of bar-shaped
그리고, 이러한 구성을 갖는 횡전계 모드 액정표시장치용 어레이 기판(210)과 대향하여 위치하는 횡전계 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판(260)에 있어서는 공통전극이 생략되며, 상기 컬러필터층(167) 상부에는 상기 공통전극을 대신하여 상기 컬러필터층(167)의 보호를 위해 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(271)이 구비된다.In the
한편, 프린지 필드 모드 액정표시장치(도 5의 301)의 경우, 도 5(프린지 필드 모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)를 참조하면, 어레이 기판(310)에 있어 상기 판 형태의 화소전극(150) 위로 절연층(354)을 개재하여 화상을 표시하는 표시영역 전면에 공통전극(356)이 더욱 구비되며, 이러한 공통전극(356)에는 각 화소영역(P)에 구비된 상기 화소전극(150)에 대응하여 바(bar) 형태의 개구(op)가 구비된 구성을 이루게 된다.Referring to FIG. 5 (a sectional view of one pixel region of the fringe field mode liquid crystal display) in the case of the fringe field mode liquid crystal display device (301 in FIG. 5), in the
그리고 이러한 프린지 필드 모드 액정표시장치용 어레이 기판(310)에 대향하는 컬러필터 기판(360)은 상기 횡전계 모드 액정표시장치용 컬러필터 기판(도 4의 260)과 동일한 구성을 이룬다. The
전술한 바와같이 제조된 다양한 모드의 액정표시장치용 어레이 기판(도 3의 110, 도 4의 210, 도 5의 310)과 컬러필터 기판(도 3의 160, 도 4의 260, 도 5의 360)은 이들 두 기판((도 3의 110, 도 4의 210, 도 5의 310), (도 3의 160, 도 4의 260, 도 5의 360)) 사이에 액정층(180)을 개재하여 합착하기 이전에 상기 액정층(180)의 초기 배열 특성을 부여하기 위해 배향막(451)을 형성하는 공정을 진행하게 된다.
4, 210 and 5) and the color filter substrate (160 in Fig. 3, 260 in Fig. 4, 360 in Fig. 5) ) Is formed by interposing a
이후에는 본 발명에 있어서 가장 특징적인 구성인 배향막 형성 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, the orientation film forming method which is the most characteristic constitution in the present invention will be described.
배향막 형성 공정은 어레이 기판과 컬러필터 기판에 대해 각각 진행되는 것이며, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 이미 앞서 설명한 바와같은 구성을 가지므로, 어레이 기판 및 어레이 기판이라 지칭한 것으로 기판으로 통칭하며, 상기 기판 상에는 배향막을 제외한 구성요소는 도면에 나타내지 않았으며, 도면을 단순화하여 기판 상에 배향막 만을 도시하여 나타내었다.Since the array substrate and the color filter substrate have already been described above, the array substrate and the array substrate are collectively referred to as a substrate, and the substrate The components other than the alignment layer are not shown in the drawing, and only the alignment layer is shown on the substrate by simplifying the drawing.
본 발명의 실시예에 따른 배향막의 형성 방법은 크게 전사판이 장착된 인쇄 장치를 이용하여 기판 상의 표시영역에 대응하여 액상의 배향막을 형성하고 경화시키는 단계와, 표시영역별로 형성된 배향막에 대해 불필요한 부분 또는 마지널 현상에 의해 타영역 대비 두꺼운 두께를 가지며 형성된 배향막의 가장자리 부분의 소정폭에 대해 선택적으로 레이저 빔을 조사하여 제거하는 단계로 진행되는 것이 특징이다. A method of forming an alignment layer according to an embodiment of the present invention includes a step of forming and curing a liquid alignment layer corresponding to a display area on a substrate using a printing apparatus equipped with a transfer plate, The laser beam is selectively irradiated to a predetermined width of the edge portion of the formed alignment film having a thicker thickness than other regions by the marginal development and then removed.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 실시예에 따른 배향막을 형성하는 단계별 공정 단면도이다. 6A to 6C are cross-sectional views illustrating the steps of forming an alignment layer according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 6a에 도시한 바와같이, 앞서 설명한 구성요소를 구비한 (어레이 또는 컬러필터)기판(440)을 전사판(430)이 장착된 배향막 인쇄 장치(410)의 스테이지(420) 상에 안착시킨다.First, as shown in FIG. 6A, a substrate 440 (array or color filter) having the above-described components is placed on a
이때, 상기 배향막 인쇄 장치(410)는 일 방향으로 왕복 운동하는 인쇄 스테이지(420)와, 상기 인쇄 스테이지(420)와 맞물려 회전하는 판동(416)과, 상기 판동(416) 표면에 장착된 전사판(430)과, 상기 전사판(430)에 배향액을 전사시키는 아니록스롤(414)과, 상기 아니록스롤(414)에 배향액을 고르게 발라주는 닥터롤(412)(또는 닥터 블레이드(미도시))와, 상기 아니록스롤(14)과 닥터롤(412)(또는 닥터 블레이드) 사이에 배향액을 공급하는 디스펜서(418)를 포함하여 구성된다. The alignment
상기 인쇄 스테이지(420) 상에 상기 기판(440)이 안착되면 상기 인쇄 스테이지(420)가 일 방향으로 균일한 속도로 이동하게 하며, 이때, 상기 인쇄 스테이지(420)와 맞물려 있는 상기 판동(416)이 회전하면서 상기 판동(416)상에 장착된 상기 전사판(430)이 상기 인쇄 스테이지(420) 상에 안착된 상기 기판(440)의 표면과 접촉하면서 상기 전사판(430)에 고르게 발라진 배향액을 상기 기판(440)의 표면으로 전사시키게 된다.When the
이러한 과정에 의해 상기 기판(440) 상에는 소정의 점도를 갖는 액체 상태의 배향막(450)이 형성된다.In this way, a liquid-
한편, 액정표시장치의 제조에 있어서 단위 시간당 생산성을 향상시키기 위해 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 시중에 판매되고 있는 하나의 표시영역을 갖는 액정표시장치 정도의 크기를 갖는 것이 아니라, 도 7(본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 또는 컬러필터 기판 제조에 사용되는 마더 기판의 평면도)에 도시한 바와같이 하나의 마더 기판(mother substrate)이라 정의되는 기판(440)에 다수의 액티브 영역(AA)이 정의되며, 이러한 다수의 액티브 영역(AA)이 정의된 마더 기판(440)에 대해 어레이 기판 또는 컬러피터 기판에 구비되어야 할 구성요소 예를들면 박막트랜지스터, 화소전극, 공통전극, 블랙매트릭스, 컬러필터층, 오버코트층를 선택적으로 구성한 후, 상기 액티브 영역(AA)이 대응되도록 합착하고, 이후 상기 액티브 영역(AA) 단위로 절단함으로서 하나의 단위 액정표시장치를 이루게 된다.On the other hand, in order to improve the productivity per unit time in the manufacture of the liquid crystal display device, the array substrate and the color filter substrate are not as large as liquid crystal display devices having one display area sold on the market, A plan view of a mother substrate used for fabricating an array substrate or a color filter substrate of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention) includes a plurality of active regions (not shown) on a
이러한 각 액티브 영역(AA)은 실질적으로 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 상기 표시영역(DA) 외측으로 비표시영역(NA)으로 구성된다. Each of these active areas AA is composed of a display area DA for displaying an image and a non-display area NA outside the display area DA.
이때, 각 표시영역(DA) 주변에 위치하는 비표시영역(NA) 중 일부에 대해서는 액정표시장치 구동을 위한 구동회로를 포함하는 인쇄회로기판(미도시)과 전기적 연결을 위한 패드부(미도시)가 구비된다. At this time, a part of the non-display area NA located around each display area DA is electrically connected to a printed circuit board (not shown) including a driving circuit for driving the liquid crystal display device (not shown) .
따라서, 도 6a 및 도 7을 참조하면, 상기 배향막 인쇄 장치(410)를 통해 상기 기판(440) 상에 전사되는 액상의 배향막(450)은 상기 기판(440)에 정의된 다수의 각 액티브 영역(AA) 더욱 정확히는 각 액티브 영역(AA) 중 표시영역(DA) 전면과 패드부(미도시)를 제외한 비표시영역(NA) 일부에 대응하여 형성된다.6A and FIG. 7, the liquid
도면(도 7 참조)에 있어서는 상기 기판(440) 상에 4개의 액티브 영역(AA)이 정의된 것을 일례로 나타내었다.In FIG. 7, four active areas AA are defined on the
한편, 상기 기판(440) 상에서 각각 하나의 단위 액정표시장치를 구성 할 상기 액티브 영역(AA)은 그 각각이 이격하며 배치될 수도 있고, 또는 상기 액티브 영역(AA)은 일 방향으로는 이격간격이 거의없이 배치되고 상기 일 방향과 수직한 타 방향으로는 일정간격 이격하며 배치되는 구성을 이룰 수도 있다.Alternatively, the active areas AA may be spaced apart from each other on the
따라서, 도 8a(본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성법에 의해 배향막이 형성된 형태를 나타낸 평면도)을 참조하며, 상기 기판(440) 상에 액티브 영역(AA)이 각각 이격하며 형성되는 경우, 상기 배향막 인쇄 장치(410)를 통해 전사되는 액상의 배향막(450)은 각 액티브 영역(AA) 별로 이격하며 형성되지만, 도 8b(본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성법에 의해 배향막이 형성된 형태를 나타낸 평면도)를 참조하면, 일 방향으로 액티브 영역(AA)이 이격이 거의없이 배치된 경우, 상기 액상의 배향막(450) 또한 상기 일 방향으로는 이격간격 없이 이웃하는 액티브 영역(AA)간 연결되며 형성되고, 타 방향으로만 각 액티브 영역(AA)별로 이격간격을 가지며 형성된다. 8A (a plan view showing a form in which an alignment film is formed by the alignment film formation method according to the embodiment of the present invention), and when the active area AA is formed on the
다음, 도 6b 및 도 7에 도시한 바와같이, 상기 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)를 통해 전사되며 각 액티브 영역(AA)에 대응하여 형성된 액상의 배향막(도 6a의 450)에 대해 열처리를 실시하여 수분(또는 용매)을 제거하는 동시에 경화시킨다.Next, as shown in Figs. 6B and 7, heat treatment is applied to the liquid crystal alignment film (450 in Fig. 6A) transferred through the alignment film printing apparatus (410 in Fig. 6A) and formed corresponding to each active area AA To remove water (or solvent) and simultaneously cure.
이렇게 열처리에 의해 경화된 배향막(451)은 상기 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)를 이용하여 전사되어 형성된 특성 상 마지널 현상에 의해 각 액티브 영역(AA)의 가장자리 부분(451b)은 각 액티브 영역(AA)의 중앙부(451a) 대비 두꺼운 두께를 갖게 된다.The
이러한 위치별로 두께차를 갖는 배향막(451)이 형성된 기판(440)은 러빙 공정을 진행하게 되면 러빙포 등이 두꺼운 두께로 형성된 상기 배향막 부분(451b)에 의해 손상되며, 이러한 손상된 러빙포에 의해 상기 배향막(451) 내의 고분자 사슬(미도시)을 일 방향으로 정렬되지 않고 방향성을 달리하게 됨으로서 불량을 야기시키는 요인이 된다. When the rubbing process proceeds on the
그리고, 상기 전사판(도 6a의 430)을 구비한 상기 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)에 의해 전사되어 기판(440)상의 각 액티브 영역(AA)에 대응하여 형성된 후 경화된 배향막(451) 특성 상 오차 범위가 수 내지 십 수 ㎛ 되며, 각 액티브 영역(AA) 내의 표시영역(DA)에는 반드시 배향막(451)이 구비되어야 하므로 이러한 오차 범위를 감안하여 배향막(451)을 기판(440) 상에 전사시켜 형성해야 하므로 실질적으로 배향막(451)이 형성되지 않아야 할 부분 일례로 패드부(미도시)까지 형성될 수 있다.6A) formed with the transfer plate (430 in Fig. 6A) and formed in correspondence with the respective active areas AA on the
따라서 상기 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)를 통해 기판(440)상의 배향막(451) 형성은 전술한 오차 범위를 감안해야 하므로 각 액티브 영역(AA)의 표시영역(DA) 외측에 구비된 비표시영역(NA)의 폭은 상기 오차 범위만큼 더 큰 폭을 갖도록 해야 하므로 네로우 베젤 구현에 문제가 된다. Therefore, the formation of the
따라서, 본 발명에 따른 배향막 형성방법에 있어서는 전술한 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)를 이용하여 기판(440) 상의 액티브 영역(AA)별로 배향막(451)을 형성함에 기인하는 문제를 해결하기 위해 후 공정으로서 특정 파장대 및 특정 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔 조사 공정을 더욱 진행하는 것이 특징이다.Therefore, in the method of forming an alignment film according to the present invention, in order to solve the problem caused by forming the
이때, 도 6c를 참조하면, 상기 레이저 빔 조사 공정에 이용되는 상기 레이저 빔 조사장치(460)는 플루오르화 클립톤(KrF)을 반응 가스로 하여 248nm 파장의 펄스 파 형태의 레이저 빔(LB) 조사가 가능한 엑시머 레이저 장치가 되는 것이 특징이다.Referring to FIG. 6C, the laser
그리고, 이러한 248nm 파장을 갖는 펄스 파 형태의 레이저 빔(LB)을 조사하는 레이저 빔 조사장치(460)를 통해 조사되는 레이저 빔(LB)의 단위 면적당 에너지 밀도는 배향막(451) 만을 제거하는 경우 200 내지 700 mJ/㎠인 것이 바람직하다. The energy density per unit area of the laser beam LB irradiated through the laser
이때, 상기 레이저 빔(LB)의 에너지 밀도를 전술한 범위내에서 적절히 조절함으로서 경화된 배향막(451)의 두께를 줄이거나 또는 배향막(451)만을 선택적으로 제거할 수도 있으며, 또는 배향막(451)과 더불어 이의 하부에 위치하는 물질층 예를들면 컬러필터 기판에 구비되는 오버코트층 또는(및) 블랙매트릭스를 함께 제거할 수도 있다.At this time, it is possible to reduce the thickness of the hardened
이렇게 배향막(451)과 더불어 오버코트층 또는(및) 블랙매트릭스를 함께 제거하기 위해서는 상기 레이저 빔 조사장치(460)의 에너지 밀도는 1000 내지 10000 mJ/㎠ 정도가 되는 것이 바람직하다. In order to remove the overcoat layer or the black matrix together with the
이때, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 있어 또 다른 특징적인 것으로, 상기 배향막(451)이 형성된 기판(440) 상에 상기 레이저 빔 조사장치(460)를 이용한 레이저 빔(LB)) 조사 시 석션 장치(470)가 상기 레이저 빔 조사장치(460)와 더불어 위치하여 레이저 빔(LB)이 조사되어 소각되는 배향막(451)이 제거될 시 발생되는 소각된 물질 자체(452) 및 소각 시 발생되는 기화 잔유물(미도시)을 흡입시키는 것이 특징이다.In the method of forming an alignment layer according to an embodiment of the present invention, a laser beam (LB) using the laser
즉, 상기 기판(440) 상의 상기 레이저 빔(LB)이 조사되는 부분과 인접하여 상기 석션 장치(470)의 흡입구(475)가 위치함으로서 소각에 의해 제거되는 배향막(또는 배향막 하부에 위치하는 물질층) 소각 물질(452) 및 소각에 의해 발생되는 기화 잔유물(미도시)을 흡입함으로서 이물 발생을 억제하며, 이러한 소각된 물질(452) 발생으로 추가 진행해야할 기판(440)의 세정공정을 생략할 수 있는 것이 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법의 또 다른 특징이 되고 있다. That is, since the
이때, 상기 석션 장치(470)는 레이저 빔 조사에 의해 소각 물질만을 흡입하는 기능만을 가질 수도 있고, 또는 상기 소각 물질의 효과적인 제거를 위해 배향막에 영향을 주지 않는 가스 일례로 질소(N2) 또는 산소(O2) 가스를 블로잉하는 기능을 더 구비될 수도 있다. At this time, the
즉, 도 9(본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 사용되는 석션 장치에 대한 개략적인 단면도)에 도시한 바와같이 상기 석션 장치(470)의 흡입구(475)는 이중 구성을 이루며, 그 중앙부에 대해서는 질소 또는 산소를 기판 위로 블로잉하는 가스 배출영역(472)이 구비되며, 상기 가스 배출영역(472)을 감싸며 소각 물질을 흡입하여 빨아드리는 흡입영역(474)의 구성을 가질 수도 있다.That is, as shown in Fig. 9 (schematic cross-sectional view of the suction device used in the orientation film forming method according to the embodiment of the present invention), the
레이저 빔 조사에 의해 배향막 등의 소각되는 경우, 기판(440)에 흡착된 상태를 유지할 수도 있으며, 이 경우 석션장치(470)의 흡입에 의해서만은 소각 물질(452)이 잘 제거되지 않을 수도 있다. When the alignment film is incinerated by laser beam irradiation, the
따라서, 이 경우 전술한 바와 같은 흡입영역(474)과 가스 배출영역(472)을 구비한 석션 장치(470)를 이용하여 가스 배출영역(472)에 의해 산소 또는 질소 가스가 강하게 분출되어 상기 기판(440)에 흡착된 소각 물질(452)을 상기 기판(440) 표면으로부터 분리시키고, 상기 가스 배출영역(472) 주변에 위치한 상기 흡입영역(474)을 통해 흡입되어 상기 기판(440)상에서 제거 할 수 있다. Therefore, in this case, oxygen or nitrogen gas is strongly ejected by the
이때, 상기 석션장치(470)에는 상기 흡입영역(474)과 연결되어 배기 배관(478)이 더욱 구비되며, 상기 기판(440)으로부터 흡입된 소각 물질(452) 및 기화 잔유물 처리를 위한 특정 장치 또는 특정 장소로 배출시키게 된다. The
한편, 이렇게 석션 장치(470)를 이용하여 소각 물질(452) 및 기화 잔유물을 기판으로부터 제거하는 것은 레이저 빔(LB) 조사에 의해 발생되는 소각물(452) 또는 기화 잔유물(미도시)은 추후 러빙 공정 진행 시 파티클로 작용하여 상기 배향막(451) 표면에 스크래치 등을 발생시켜 배향막(451) 표면을 손상시킬 수 있으므로 이를 억제하기 위함이다.On the other hand, the removal of the
한편, 이러한 레이저 조사 장치(460)를 이용한 레이저 빔(LB)의 조사는 하나의 레이저 조사장치(460)에 의해 1회 이루어지거나, 또는 하나 이상의 다수의 레이저 조사장치(460)가 구비되어 2회 이상 다수 이루어질 수 있다. The irradiation of the laser beam LB using the
상기 기판(440) 상에서 상기 배향막(451) 자체만을 제거하거나 두께를 낮추는 경우 200 내지 600 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB) 조사는 1회 진행하는 것이 바람직하며, 도 10(본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 나타낸 단면도로서 블랙매트릭스와 오버코트층 및 배향막이 구비된 컬러필터 기판에 대해 배향막과 오버코트층 및 블랙매트릭스를 모두 제거하는 것을 나타낸 도면)에 도시한 바와같이 배향막(451)과 더불어 이의 하부에 위치하는 타 물질층 예를들면 오버코트층(171) 또는(및) 제 2 블랙매트릭스(164b)를 더 제거하는 경우 레이저 빔(LB) 조사는 그 단위 면적당 에너지 밀도를 달리하여 2회 이상 진행하는 것이 바람직함을 실험적으로 알 수 있었다.In the case of removing only the
아래 표 1은 각각 어레이 기판과 컬러필터 기판에 대해 레이저 빔 조사장치를 통해 레이저 빔 조사 시 제거되는 물질층 및 이에 조사되는 레이저 빔의 적정 에너지 밀도 범위를 나타낸 것이다. 이때, 상기 배향막은 일반적인 액정표시장치의 어레이 기판 및 컬러필터 기판에 형성되는 두께인 700Å ± 100Å 을 기준으로 한 것이다.Table 1 below shows an appropriate energy density range of a material layer and a laser beam irradiated to the material layer, which are removed when the laser beam is irradiated to the array substrate and the color filter substrate through the laser beam irradiation device. At this time, the alignment layer is based on a thickness of 700 Å ± 100 Å, which is formed on an array substrate and a color filter substrate of a general liquid crystal display device.
(PI : 배향막, OC : 오버코트층, BM : 블랙매트릭스)(PI: orientation film, OC: overcoat layer, BM: black matrix)
이러한 표 1을 참고할 때, 레이저 조사 장치를 이용하여 기판 상에서 배향막 만을 제거하는 경우 조사되는 레이저 빔은 200 내지 600 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도인 것이 바람직함을 알 수 있으며, 배향막과 더불어 오버코트층까지 함께 제거하기 위해서는 1000 내지 6000 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도인 것이 바람직함을 알 수 있다.When referring to Table 1, it can be seen that the laser beam irradiated in the case of removing only the alignment layer on the substrate by using the laser irradiation apparatus preferably has an energy density of about 200 to 600 mJ / cm 2. In addition to the alignment film, It is preferable that the energy density is about 1000 to 6000 mJ / cm 2 for the removal together.
또한, 컬러필터 기판에 있어 배향막과 오버코트층과 더불어 블랙 레진으로 이루어진 블랙매트릭스까지 함께 제거하기 위해서는 2000 내지 10000 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔이 조사되어야 함을 알 수 있다.In addition, in order to remove the black matrix made of the black resin together with the alignment film and the overcoat layer on the color filter substrate, a laser beam having an energy density of about 2000 to 10000 mJ / cm 2 should be irradiated.
한편, 전술한 바와같이, 레이저 빔 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하여 기판상의 불필요한 부분에 형성된 배향막 일례로 마지널 현상에 의해 타 영역 대비 두껍게 형성된 배향막 부분 또는 전사판의 전사 오차를 고려하여 크게 형성된 배향막의 마진 부분을 제거하게 되면 타 영역 대비 두꺼운 두께를 갖는 부분이 제거됨으로서 배향막은 각 액티브영역 내에서 균일한 두께를 갖게 되므로 배향막 두께 불균일에 기인하는 표시품질 저하를 억제하는 효과가 있으며, 나아가 두껍게 형성된 배향막에 의한 러빙 포의 손상을 억제할 수 있으므로 러빙 불량을 억제하는 효과를 갖는다.On the other hand, as described above, when a laser beam is irradiated through a laser beam irradiating device to form an alignment film formed on an unnecessary portion of the substrate by a marginal phenomenon, When the margin portion of the alignment layer is removed, the portion having a greater thickness than the other region is removed. Thus, the alignment layer has a uniform thickness in each active region, so that the display quality deterioration due to unevenness in alignment layer thickness is suppressed. The damage of the rubbing cloth due to the formed alignment film can be suppressed, and the rubbing defect is suppressed.
또한, 전사판에 의한 오차를 감안한 마진 부분이 제거됨으로서 각 액티브 영역 내의 비표시영역의 폭을 줄일 수 있으므로 네로우 베젤 구현이 가능한 효과를 갖는다.In addition, since the marginal portion considering the error due to the transfer plate is removed, the width of the non-display area within each active area can be reduced, thereby achieving the implementation of a narrow bezel.
또한, 본 발명에 실시예에 따른 배향막 형성 방법에 있어 도 10 및 도 11(본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성방법을 적용시켜 배향막과 오버코트층 및 블랙매트릭스를 모두 제거한 컬러필터 기판을 구비한 액정표시장치에 대한 단면도)를 참조하면, 배향막(461)과 더불어 이의 하부에 위치하는 오버코트층(271) 또는(및) 블랙매트릭스(164) 더욱 정확히는 각 액티브 영역(AA) 내에서 표시영역(DA)을 테두리하며 형성된 제 2 블랙매트릭스(164b)를 함께 제거하는 경우, 상기 컬러필터 기판(260)에는 소정폭을 갖는 홈(hm)이 구현되며, 이러한 홈(hm)에 접착제인 실란트(290)를 시린지(미도시)를 통해 도포하고 어레이 기판(210)과 합착시키게 되면 실란트(290)의 접착력이 향상되며 실란트(290)의 폭을 상기 홈(hm)을 형성하지 않는 액정표시장치의 경우 보다 작게 형성할 수 있으므로 실란트(290) 형성을 위한 비표시영역(NA)의 폭을 더욱 작게 할 수 있으므로 더욱더 네로우 베젤을 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the method of forming an alignment film according to an embodiment of the present invention, a liquid crystal display device having a color filter substrate in which an alignment film, an overcoat layer, and a black matrix are all removed by applying the alignment film forming method according to an embodiment of the present invention, Sectional view of the display device), the
즉, 실란트(290)는 기판(162) 자체 표면과의 접착력이 배향막(461), 오버코트층(271) 또는 블랙매트릭스(164)와의 접착력보다 우수하므로 상기 배향막(461)과 더불어 오버코트층(171) 또는(및) 블랙매트릭스(164)가 제거되는 경우 상기 실란트(290)는 기판(162) 표면과 접촉하게 되므로 접착력이 향상될 수 있다.That is, since the adhesion of the
나아가 일반적인 액정표시장치 제조 시 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 홈 형성없이 시린지를 통해 실란트를 도포하고 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하게 되면 상기 실란트는 퍼지게 되므로 그 폭은 최소 600 내지 1200㎛ 정도가 된다.Further, when a sealant is applied through a syringe without forming a groove between the array substrate and the color filter substrate during the manufacture of a general liquid crystal display device, and the array substrate and the color filter substrate are bonded together, the sealant spreads to a minimum of 600 to 1200 μm .
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법을 진행하여 레이저 조사장치(460)를 통해 레이저 빔(LB)을 조사함으로 통해 배향막(461)과 오버코트층(171) 또는(및) 블랙매트릭스(164)를 제거하여 홈(hm)을 형성하는 경우, 상기 홈(hm)은 레이저 빔(LB)의 폭 조절을 통해 100 내지 600㎛ 수준이 될 수 있으며, 이 경우 상기 실란트(290)는 상기 홈(hm)을 채우며 형성되므로 상기 홈(hm)은 실란트(290)의 댐 역할을 하여 퍼짐을 억제하게 된다.However, the alignment film forming method according to the embodiment of the present invention proceeds to irradiate the laser beam LB through the
따라서 이렇게 배향막(461)과 더불어 오버코트층(271) 또는(및) 제 2 블랙매트릭스(164b)가 제거되어 홈(hm)이 구비되는 경우, 상기 실란트(290)의 폭은 홈(hm)의 폭인 100 내지 600㎛ 정도가 되며, 이는 홈 없이 실란트만을 형성 시의 퍼짐이 발생한 실란트의 폭 대비 줄어들게 되므로 실란트(290) 형성을 위한 비표시영역(NA)의 폭을 줄일 수 있으므로 더욱더 네로우 베젤을 구현할 수 있는 효과를 갖는다. Therefore, when the
한편, 상기 실란트(290)는 광 흡수율이 우수한 블랙 수지를 포함함으로서 블랙을 표시하는 실란트(290)인 것이 특징이다. 상기 실란트(290)가 형성되는 부분에는 제 2 블랙매트릭스(164b가 제거되었으므로 이 부분을 통해 빛샘이 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다. On the other hand, the
한편, 도 6a 내지 도 6c를 통해 설명한 바와같이, 배향막 인쇄 장치(도 6a의 410)를 이용하여 기판(440)(어레이 및 컬러필터 기판(도 4의 210, 260)) 상에 배향막(450)(도 4에 있어서는 152 및 172로 도면 부호가 부여됨)을 형성하고, 이를 경화시킨 후, 후 공정을 진행하여 경화된 배향막(451)의 불필요한 부분에 대해 선택적으로 레이저 빔(LB)을 조사하며 석션을 진행함으로서 파티클 발생 없이 불필요한 부분의 배향막(461)을 제거하거나, 또는 마지널 현상에 의해 타 영역 대비 두껍게 형성된 부분의 두께를 저감시키는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 공정을 완료한 후에는, 도 3에 도시한 바와같이, 상기 어레이 기판(210)과 컬러필터 기판(260)을 이들 두 기판(210, 260) 최상부에 형성된 배향막(152, 172)을 서로 마주하도록 위치시킨 후, 이들 두 기판(210, 260) 중 어느 하나의 기판에 대해 그 테두리를 따라 실란트(미도시)를 도포하고, 상기 실란트(미도시)로 둘러싸인 내부에 액정층(180)을 재재시킨 상태에서 합착하여 패널 상대를 이루도록 하고, 이러한 패널을 상기 각 액티브영역(AA) 별로 절단함으로서 액정표시장치(201)를 완성한다. 6A to 6C, the
이때, 상기 컬러필터 기판(260) 내에 배향막(172)과 더불어 오버코트층(171) 및 블랙매트릭스(164)가 제거되어 홈(미도시)이 구비된 경우 상기 실란트(미도시)는 상기 홈(미도시)을 채우도록 도포함으로서 실란트 폭을 저감시키며 동시에 실란트의 접착력을 향상시킬 수 있다. When the overcoat layer 171 and the
한편, 비교예에 따른 배향막 형성방법으로 배향막 인쇄장치를 이용하여 배향막을 액티브 영역에 대해서만 이격하는 형태로 형성하지 않고, 마더 기판 상에 액티브영역간 구분없이 슬릿 코팅 장치 또는 스핀 코팅 장치 등을 통해 전면에 배향막을 형성한 후, 상기 배향막 중 불필요한 부분에 대해서만 레이저 조사장치를 통해 제거할 수도 있지만, 이러한 비교예의 경우 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성방법 대비 레이저 빔 조사 영역이 상대적으로 매우 넓어지게 되므로 레이저 빔을 조사하는 후 공정 시간이 증가하는 문제가 발생된다.On the other hand, in the method of forming an alignment film according to a comparative example, the alignment film is not formed in a form that is spaced apart from the active region only by using an alignment film printing apparatus, and the alignment film is formed on the mother substrate through a slit coating apparatus or a spin coating apparatus It is possible to remove unnecessary portions of the alignment film only through the laser irradiation apparatus after the alignment film is formed. However, in this comparative example, since the laser beam irradiation region is relatively wider than the alignment film forming method according to the embodiment of the present invention, There arises a problem that the processing time after irradiation of the beam increases.
특히, 이러한 비교예의 경우, 반드시 각 액티브 영역의 비표시영역 중 패드부에 대해서는 절연특성을 갖는 배향막을 반드시 제거해야 인쇄회로기판과 전기적 연결이 이루어지는데, 패드부에는 배향막 하부로 금속물질로 이루어진 패드전극이 형성된 구성을 이룸으로서 조사되는 레이저 빔을 반사시킴에 의해 배향막 자체만의 제거가 용이하기 않으며, 상기 배향막이 레이저 빔 조사에 의해 제거된다 하더라도 패드전극 자체가 레이저 빔에 의해 손상됨으로서 인쇄회로기판과 전기적 연결 시 신호 불량이 발생될 여지가 많다.In particular, in this comparative example, an alignment film having an insulating property must necessarily be removed from the non-display region of each active region to be electrically connected to the printed circuit board. In the pad portion, It is difficult to remove only the alignment film itself by reflecting the laser beam irradiated by the laser beam. Even if the alignment film is removed by laser beam irradiation, the pad electrode itself is damaged by the laser beam, And there is a lot of possibility that signal failure occurs when it is electrically connected.
따라서, 전사판을 구비한 배향막 인쇄장치를 이용하여 마더 기판 상에서 각 액티브영역 별로 적어도 패드부에 대해서는 배향막이 형성되지 않는 형태로 배향막을 형성한 후, 특정 파장과 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔 조사장치를 통해 펄스파 형태의 레이저 빔을 조사하며 동시에 석션을 실시함으로서 마지널 현상에 의해 두껍게 형성된 부분 또는 불필요한 부분 만을 선택적으로 제거하는 단계로 진행되는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성 방법이 비교예에 따른 배향막 형성방법 대비 불량률 억제 및 제조 시간 단축면에서 더욱 효과적이라 할 것이다.Therefore, an alignment film is formed on the mother substrate in such a manner that an alignment film is not formed for each of the active regions, at least for the pad portion, by using an alignment film printing apparatus having a transfer plate, and then a laser beam irradiating apparatus having a specific wavelength and energy density A method of forming an orientation film according to an embodiment of the present invention, in which a laser beam of a pulsed wave type is irradiated and suction is simultaneously performed to selectively remove a thick or unnecessary portion by a marginal phenomenon, It is more effective in suppressing the defective rate and shortening the manufacturing time compared with the orientation film forming method.
440 : 기판
451 : 배향막
460 : 레이저 조사장치
470 : 석션 장치
475 : 흡입구
AA : 액티브 영역
LB : 레이저 빔440: substrate
451: Orientation film
460: laser irradiation device
470: Suction device
475:
AA: active area
LB: laser beam
Claims (15)
상기 기판 상에 인쇄된 배향막을 경화시키는 단계와;
각 액티브영역 별로 형성된 경화된 배향막 중 타 영역 대비 두께가 두꺼운 부분 또는 불필요하게 형성된 부분에 대해 레이저 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하며, 동시에 상기 기판 상의 레이저 빔이 조사되는 부근에 석션 장치를 통해 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입하여 제거시키는 단계
를 포함하며, 상기 레이저 빔이 조사되는 배향막은 그 두께가 줄어들거나 또는 제거되는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
Printing an alignment film of a liquid phase through the alignment film printing apparatus for each of the active regions on a substrate on which a plurality of active regions having a display region and a non-display region around the display region are defined;
Curing the printed alignment film on the substrate;
A laser beam is irradiated to a portion of the cured alignment layer formed in each active region that is thicker or unnecessarily formed relative to the other region, and a laser beam is irradiated through the laser irradiating device. At the same time, A step of sucking and removing the incineration substances and the vaporization residues generated by the beam irradiation
And the thickness of the alignment layer irradiated with the laser beam is reduced or eliminated.
상기 레이저 조사장치는 플루오르화 클립톤(KrF)을 반응가스로 이용함으로서 상기 레이저 빔의 파장대는 248nm이며, 상기 레이저 빔은 펄스파 형태인 것이 특징인 배향막 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the laser irradiating apparatus uses KrF as a reactive gas so that the laser beam has a wavelength of 248 nm and the laser beam has a pulse shape.
상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 200 내지 600 mJ/㎠ 인 배향막 형성 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein an energy density of the laser beam is 200 to 600 mJ / cm 2.
상기 기판은,
상기 각 액티브영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극을 포함하는 어레이 기판이거나,
또는 상기 각 액티브영역에 블랙매트릭스와 컬러필터층과 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판이거나,
또는 상기 각 액티브영역에 블랙매트릭스와 컬러필터층과 오버코트층을 포함하는 컬러필터 기판인 것이 특징인 배향막 형성 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein:
An array substrate including a gate and a data line crossing each other in the active regions, a thin film transistor connected to the gate and the data line, and a pixel electrode connected to the thin film transistor,
Or a color filter substrate including a black matrix, a color filter layer and a common electrode in each of the active regions,
Or a color filter substrate comprising a black matrix, a color filter layer and an overcoat layer in each of the active regions.
상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the overcoat layer alone or the overcoat layer and the black matrix located below the overcoat layer together with the alignment layer are removed together with the portion irradiated with the laser beam through the laser irradiation device.
상기 배향막과 오버코트층이 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1000 내지 6000 mJ/㎠ 이며, 상기 배향막과 오버코트층과 더불어 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 2000 내지 10000 mJ/㎠ 인 배향막 형성 방법.
6. The method of claim 5,
When the alignment layer and the overcoat layer are removed together, the energy density of the laser beam is 1000 to 6000 mJ / cm 2. When the black matrix is removed together with the alignment layer and the overcoat layer, the energy density of the laser beam is 2000 to 10000 mJ / cm < 2 >.
상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 다수의 레이저 조사 장치를 통해 2회 이상 레이저 빔을 조사하는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the portion irradiated with the laser beam through the laser irradiating device is irradiated with the overcoat layer alone or at least two times through the plurality of laser irradiating devices when the overcoat layer and the black matrix are removed together, Characterized in that a laser beam is irradiated.
상기 석션 장치는 흡입 수단만이 구비되거나,
또는 상기 흡입수단과 더불어 가스 배출수단을 더욱 구비함으로서 상기 가스 배출수단을 통해 상기 기판 상에 상기 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 상기 기판으로부터 분리시킨 후 상기 흡입 수단을 통해 상기 기판으로부터 분리된 상기 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입 제거하는 것이 특징인 배향막 형성 방법.
The method according to claim 1,
The suction device may be provided only with suction means,
Or a gas exhausting means in addition to the suction means to separate the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation on the substrate from the substrate through the gas exhausting means, And removing the incineration substances and the vaporization residues separated from the incineration substances and the vaporization residues.
상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상의 상기 각 액티브영역 별로 배향막 인쇄 장치를 통해 액상의 배향막을 인쇄하는 단계와;
상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상에 인쇄된 배향막을 경화시키는 단계와;
상기 각 어레이 기판 및 컬러필터 기판 상의 상기 각 액티브영역 별로 형성된 경화된 배향막 중 타 영역 대비 두께가 두꺼운 부분 또는 불필요하게 형성된 부분에 대해 레이저 조사장치를 통해 레이저 빔을 조사하며 제거하며, 동시에 상기 기판 상의 레이저 빔이 조사되는 부근에 석션 장치를 통해 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입하여 제거시키는 단계와;
상기 배향막을 서로 마주하도록 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 위치시키고 각 액티브영역 별로 각 표시영역 외측으로 실란트를 도포하고, 상기 실란트 내측으로 액정층을 개재하여 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 합착하여 패널을 이루도록 하는 단계와;
상기 패널을 각 액티브영역별로 절단하는 단계
를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
Forming a color filter substrate having a plurality of active regions each having a display region and a non-display region in the periphery thereof, the array substrate having a thin film transistor and a pixel electrode in each active region, and a color filter layer in each active region; ;
Printing an alignment film of a liquid phase through the alignment film printing apparatus for each of the active regions on the array substrate and the color filter substrate;
Curing an alignment film printed on each of the array substrate and the color filter substrate;
A laser beam is irradiated to a portion of the cured alignment film formed on each of the array substrate and the color filter substrate for each of the active regions to form a thick or unnecessarily thick portion of the alignment film on the array substrate and the color filter substrate, Sucking and removing the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation through the suction device in the vicinity of the irradiation of the laser beam;
The array substrate and the color filter substrate are positioned so as to face each other with the alignment film facing each other, the sealant is applied to the outside of each display region for each active region, and the array substrate and the color filter substrate are bonded together with the liquid crystal layer interposed therebetween, ;
Cutting the panel by each active region
And the second electrode is electrically connected to the second electrode.
상기 레이저 조사장치는 플루오르화 클립톤(KrF)을 반응가스로 이용함으로서 상기 레이저 빔의 파장대는 248nm이며, 상기 레이저 빔은 펄스파 형태인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the laser irradiating device uses KrF as a reactive gas so that the wavelength of the laser beam is 248 nm and the laser beam is in the form of a pulse wave.
상기 컬러필터 기판에는 상기 컬러필터층 하부로 표시영역 내부에서는 격자형태를 갖는 제 1 블랙매트릭스와 상기 표시영역을 테두리하는 제 2 블랙매트릭스가 구비되며, 상기 컬러필터층 및 상기 제 2 블랙매트릭스를 덮으며 오버코트층이 구비되며,
상기 레이저 조사장치를 통해 상기 레이저 빔이 조사되는 부분은 상기 배향막과 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 상기 제 2 블랙매트릭스가 함께 제거되는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the color filter substrate is provided with a first black matrix having a lattice shape inside the display region below the color filter layer and a second black matrix surrounding the display region, Layer,
The overcoat layer alone or the overcoat layer and the second black matrix located below the overcoat layer together with the alignment film are removed together at the portion irradiated with the laser beam through the laser irradiation device .
상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막만이 제거되거나 또는 그 두께가 줄어들도록 하는 경우, 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 200 내지 600 mJ/㎠ 이며,
상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막과 오버코트층이 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 1000 내지 6000 mJ/㎠ 이며,
상기 레이저 빔 조사에 의해 상기 배향막과 오버코트층과 더불어 상기 제 2 블랙매트릭스가 함께 제거되는 경우 상기 레이저 빔의 에너지 밀도는 2000 내지 10000 mJ/㎠ 인 액정표시장치의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
In the case where only the alignment layer is removed or the thickness thereof is reduced by the laser beam irradiation, the energy density of the laser beam is 200 to 600 mJ / cm 2,
When the alignment layer and the overcoat layer are removed together by the laser beam irradiation, the energy density of the laser beam is 1000 to 6000 mJ /
Wherein when the second black matrix is removed together with the alignment layer and the overcoat layer by the laser beam irradiation, the energy density of the laser beam is 2000 to 10000 mJ / cm 2.
상기 배향막과 더불어 상기 오버코트층 단독 또는 상기 오버코트층 및 제 2 블랙매트릭스가 제거되는 경우, 상기 실란트는 상기 오버코트층이 제거된 영역에 형성하는 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein when the overcoat layer alone or the overcoat layer and the second black matrix are removed together with the alignment film, the sealant is formed in a region from which the overcoat layer is removed.
상기 실란트는 블랙 계열의 수지 물질로 이루어진 블랙 실란트인 것이 특징인 액정표시장치의 제조 방법
14. The method of claim 13,
Wherein the sealant is a black sealant comprising a black-based resin material
상기 석션 장치는 흡입 수단만이 구비되거나,
또는 상기 흡입수단과 더불어 가스 배출수단을 더욱 구비함으로서 상기 가스 배출수단을 통해 상기 기판 상에 상기 레이저 빔 조사에 의해 발생되는 소각 물질 및 기화 잔유물을 상기 기판으로부터 분리시킨 후 상기 흡입 수단을 통해 상기 기판으로부터 분리된 상기 소각 물질 및 기화 잔유물을 흡입 제거하는 것이 특징인 배향막 형성 방법. 10. The method of claim 9,
The suction device may be provided only with suction means,
Or a gas exhausting means in addition to the suction means to separate the incineration substances and the vaporization residues generated by the laser beam irradiation on the substrate from the substrate through the gas exhausting means, And removing the incineration substances and the vaporization residues separated from the incineration substances and the vaporization residues.
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