JP2006243739A - 液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単で正確な位置で配向膜をパターニングできる液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置を提供する。
【解決手段】共通電極に電圧を印加するトランスファ電極に対応する電極パッドを備える基板上に配向膜を形成する段階と、前記電極パッドを露出させるようにマスクパターンを用いずに前記配向膜をエッチングする段階とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置に係り、より具体的には、マスクパターンを用いずに配向膜を局部的にエッチングする配向膜製造方法及びこのための配向膜エッチング装置に関する。

一般的に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ；ＬＣＤ）から映像をディスプレイするためには、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ；ＬＣ）を指定された方向に配向する液晶配向（ＬＣ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）技術を必要とする。

この液晶配向技術は、古典的にはポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）などの有機薄膜（ｏｒｇａｎｉｃ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ）を基板に薄い厚さに印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）して配向膜（ａｌｉｇｎ ｆｉｌｍ）を形成した後、ベルベットなどの布が巻かれたローラーを用いて配向膜に配向溝（ａｌｉｇｎ ｇｒｏｏｖｅ）を形成する方法が使われる。

このように有機薄膜を用いて配向膜を形成する場合、基板上の活性領域（ａｃｔｉｖｅ ａｒｅａ）によって配向膜が形成される位置を正確に制御できて、配向膜を均一な厚さに形成できる印刷技術が必要である。しかし、母基板（ｍｏｔｈｅｒ ｇｌａｓｓ）の大きさが徐々に大きくなることによって、このような要求を満たしにくい問題が発生する。特に、ポリイミドのような有機配向膜は、強い紫外線（ＵＶ）に長期間露出させる場合、配向膜が変質して配向膜の配向特性（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）が落ちる。

最近、このような短所を克服するために無機物（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を用いた新しい配向膜が試みられたことがある。新しい配向膜としては、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ；以下ＤＬＣ）薄膜がある（例えば、特許文献１、２参照）。

従来のＤＬＣ薄膜を用いた方法は、先に、基板にプラズマ強化化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ；ＰＥＣＶＤ）を実施する設備でＤＬＣ薄膜を形成する。また、液晶表示装置は、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板で構成されて、カラーフィルタ基板の前面に形成された共通電極は、ＴＦＴ基板とトランスファ電極を通じて電気的に連結される。このようなトランスファ電極を用いてＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を電気的に連結するためには、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板上にトランスファ電極と接合する電極パッドを露出させるために電極パッド上部に位置するＤＬＣ薄膜をフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ−ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程でパターニングしなければならない。

このような従来の技術によって、ＤＬＣ薄膜を製造する場合、ＤＬＣ薄膜をパターニングするためにフォトリソグラフィ工程を通さなければならないが、フォトリソグラフィ工程を行うためにはマスク、露光設備、エッチング設備などが必要であるために配向膜を形成するための工程に多くの時間がかかり、多数の工程設備が必要となって製造単価が上昇するという問題が発生する。

米国特許第６６８２７８６号明細書 韓国公開特許第２００４−００４４６７５号明細書

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、簡単で正確な位置で配向膜をパターニングできる液晶表示装置の配向膜製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、このような配向膜製造方法に使われうる配向膜エッチング装置を提供することにある。
本発明の技術的課題は、上述した本発明の目的における技術的課題に制限されず、言及されなかったさらなる技術的課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置の配向膜製造方法は、共通電極に電圧を印加するトランスファ電極に対応する電極パッドを備える基板上に配向膜を形成する段階と、前記電極パッドを露出させるようにマスクパターン用いずに前記配向膜をエッチングする段階とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置の配向膜エッチング装置は、高電圧の電源が供給される高圧電極と、接地電極と、前記高圧電極と前記接地電極の間に介在された誘電体ノズルとを有し、前記誘電体ノズルは、配向膜をエッチングしてカラーフィルタ基板上に形成された共通電極にＴＦＴ基板からの共通電圧を伝えるトランスファ電極に対応する電極パッドを形成するための常圧プラズマを内部より発生させ、前記配向膜は、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルター基板上のうち、少なくとも一つの上に形成されることを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置によれば、無機物配向膜をパターニングするために常圧プラズマを用いたエッチング装置を利用することで、液晶表示装置を製作するのにかかる時間を最適化するだけではなく、液晶表示装置を製作するのに必要な設備もまた最小化しうるという効果がある。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを果たす方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態などを参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるのではなく、相違なる多様な形態で具現でき、もっと正確に言えば、本実施形態は本発明の開示を完全にして、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供され、本発明は特許請求の範囲によって定義されるだけである。明細書全体にかけて同一参照符号は、同一構成要素を指称する。

次に、本発明に係る液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに用いる配向膜エッチング装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の配向膜エッチング装置を表す概略図である。
図１を参照すれば、配向膜エッチング装置１００は、高電圧の電源が供給される高圧電極１３５と、接地される接地電極１３０と、高圧電極１３５と接地電極１３０の間に介在されて、配向膜１１４をエッチングするための常圧プラズマを内部より発生させる誘電体ノズル１２０を有する。即ち、本発明の配向膜エッチング装置１００は、マスクパターンを使わないで、常圧プラズマを用いて配向膜１１４を局部的にエッチングする装置である。

即ち、高圧電極１３５と接地電極１３０は、互いに対向し基板１１０に対して垂直方向に配される。そして、高圧電極１３５と接地電極１３０の間には、誘電体ノズル１２０が配されるが、誘電体ノズル１２０は、誘電体物質でなされており高圧電極１３５と接地電極１３０を互いに絶縁させて、常圧プラズマを発生させるための反応ガス１６０の供給路として使われる。
そして、誘電体ノズル１２０の上部には、誘電体ノズル１２０に流入される反応ガス１６０の流量を制御する質量流量コントローラ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ＭＦＣ）１４０が設けられる。質量流量コントローラ１４０には、誘電体ノズル１２０に反応ガス１６０を供給する反応ガス供給部１５０が設けられる。

反応ガス１６０が、質量流量コントローラ１４０から誘電体ノズル１２０を通過する時、高圧電極１３５と接地電極１３０との間に高電圧が印加されて、グロー放電（ｇｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生しながら反応ガス１６０はプラズマ状態になる。
プラズマ状態とは、中性原子や分子がエネルギーを受けてイオンと電子とに分離され、電気的に中性である状態を称する。このプラズマ状態は、気体状態よりエネルギーが非常に高い状態で、ここには反応性が大きいラジカル（ｒａｄｉｃａｌ）が大量含まれていて被処理物の表面をエッチングすることができる。反応ガス１６０は、誘電体ノズル１２０を通過しながらプラズマの密度は増加していて、高圧電極１３５と接地電極１３０の下端から離れると、プラズマ密度が減少しながらラジカルも減少する。

誘電体ノズル１２０の下部には、基板１１０上に順次に形成された導電膜１１２と配向膜１１４が配される。本実施形態で使われる基板１１０は、液晶表示装置を構成するためのＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板とすることができて、配向膜１１４としては、無機物（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ）配向膜が使用されうる。

ＴＦＴ基板は、多数個のゲートライン、データライン、画素電極を含む。ゲートラインは、行方向に延びていてゲート信号を伝えて、データラインは、列方向に延びていてデータ信号を伝える。画素は、ゲートラインとデータラインに連結され、スイッチング素子と維持キャパシタを含む。
カラーフィルタ基板は、ＴＦＴ基板上に位置して各画素ごとに色相が表示されるように画素電極に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルタを備える。カラーフィルタ基板上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などのような透明導電物質でなされた共通電極が形成される。

液晶表示装置は、このようなＴＦＴ基板と、カラーフィルタ基板と、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に介在された誘電率異方性を持った液晶層を含む。液晶層は、外部から印加される電圧によって配列方向が変化されて液晶層を通過する光の透過率を調節する。ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上には、それぞれ液晶層の配向のための配向膜が形成される。
ここで、カラーフィルタ基板上に形成された共通電極には、ＴＦＴ基板を通じて共通電圧が印加される。これのためにカラーフィルタ基板に形成された共通電極とＴＦＴ基板に形成された配線を連結する導電性トランスファ電極（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成される。

但し、ＴＦＴ基板の配線とトランスファ電極との間に配向膜が形成されているので、この配向膜を局部的にエッチングしてトランスファ電極との接合のための所定の部分が露出された配線、すなわち電極パッドを形成する必要がある。また、カラーフィルタ基板の共通電極とトランスファ電極との間にも配向膜が形成されているので、この配向膜を局部的にエッチングしてトランスファ電極との接合のための所定の部分が露出された共通電極、すなわち電極パッドを形成する必要がある。

本発明の一実施形態による配向膜エッチング装置１００によれば、反応ガス１６０によって生成された常圧プラズマが誘電体ノズル１２０の下端を通じて配向膜１１４の表面に流出されて誘電体ノズル１２０の下部に配された配向膜１１４の表面を局部的にエッチングして所定の部分が露出された導電膜１１２、すなわち電極パッドを形成できる。ここで、導電膜１１２としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のような透明導電膜や金属配線を使用できる。
図１に示した基板１１０がカラーフィルタ基板である場合、導電膜１１２は、カラーフィルタ上に形成された共通電極になりうる。また、基板１１０がＴＦＴ基板である場合、導電膜１１２は、共通電極に共通電圧を印加するためのＴＦＴ基板に形成された配線になりうる。

本発明の一実施形態による配向膜１１４としては、無機物配向膜が使用されうる。例えば、配向膜１１４としては、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ；以下ＤＬＣと記す）、非晶質水素化シリコン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、ガラス、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＩＶ）（ｃｅｒｉｕｍ ＩＶ ｏｘｉｄｅ：ＣｅＯ_２）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、チタン酸亜鉛（ＺｎＴｉＯ_２）などを使用できる。透明性と硬度を考慮する時、配向膜１１４としてＤＬＣ薄膜が主に使用されうる。
このような無機物配向膜１１４は、ＰＥＣＶＤなどを用いたいわゆる薄膜蒸着工程によって形成することができて生産性側面で従来の樹脂板を用いた印刷法に比べて有利である。但し、本発明は、無機物配向膜に限定されず、有機物配向膜にも適用されうるが、説明の利便性のために無機物配向膜を用いて本発明を説明する。

反応ガス１６０によって形成された常圧プラズマにより配向膜１１４はよくエッチングされるが、配向膜１１４の下部に位置する導電膜１１２はよくエッチングされないことが望ましい。すなわち、配向膜１１４と導電膜１１２に対してエッチング選択比が高い反応ガス１６０を使うことで、配向膜１１４をエッチングする間に下部に位置する導電膜１１２にエッチング損傷（ｅｔｃｈｉｎｇ ｄａｍａｇｅ）を与えないことができる。
このような反応ガス１６０は、大気（ａｉｒ）、Ｈｅ、Ｏ_２、Ｆ_２又はこれらの混合ガスを含む反応ガス１６０を使用できる。例えば、反応速度を調節するために、大気にＨｅ、Ｏ_２、Ｆ_２及びこれらの混合ガスを追加的にさらに含ませることができる。

配向膜１１４を局部的にエッチングして均一なプロファイルを持つようにパターニングするためには、常圧プラズマによるエッチング速度が重要である。したがって、誘電体ノズル１２０まわりに配された高圧電極１３５に印加される電力及び周波数と、質量流量コントローラ１４０から流入される反応ガス１６０の供給量と、エッチング反応が起きる工程温度と、誘電体ノズル１２０の形状に適切に調節することで、数ｍｍ以下の直径を持つ面積に対して配向膜１１４をエッチングできる。

例えば、誘電体ノズル１２０の内径は、配向膜１１４によって露出された電極パッド１１６の直径より小さくすることで、配向膜１１４がエッチングされる面積を制御できる。
また、誘電体ノズル１２０の数は母基板の大きさ、トランスファ電極の数及び工程ラインで要求されるタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）によって適切に決められうる。

図２は、図１の配向膜エッチング装置の工程温度によるＤＬＣ配向膜のエッチング速度を表したグラフである。本実験例において、ＤＬＣ薄膜を約１５０Åの厚さに蒸着した後、Ｏ_２反応ガスを質量流量コントローラで約１００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）で流しながら常圧プラズマを発生させてＤＬＣ薄膜をエッチングした。時間の経過に対してエッチングされた深さを測定してエッチング速度を測定した。この時、工程温度をそれぞれ異にして、工程温度が１００、１５０、２００、２５０、３００℃の５個のテストサンプルを準備した。

図２に示すように、工程温度が上がることによってエッチング速度は幾何級数的に上昇する。例えば、ＤＬＣ配向膜が数μｍの厚さを持つ時、数ｍｍ以下の直径を持つ面積に対して均一なプロファイルを持つようにＤＬＣ配向膜をエッチングするためには、約３００℃以下の温度で常圧プラズマによるエッチングを実施することが望ましい。図２を参照すれば、工程温度が約３００℃より高い場合、エッチング速度が数μｍ／ｍｉｎまで幾何級数的に増加することを予測できるので、配向膜の均一なエッチングを具現しにくい。また、工程温度が極めて低い場合、エッチングがほとんど起きないので、作業効率を考慮して一定のエッチング速度を得るためには、約１００℃以上の温度でエッチングを実施することが望ましい。

図３は、図１の配向膜エッチング装置によって局部的にエッチングされた配向膜を表すイメージである。図３に示すように、配向膜エッチング装置によって配向膜「Ｂ」を局部的に、たとえば、約１ｍｍ×２ｍｍの大きさにエッチングして配向膜「Ｂ」の下部に位置する電極パッド「Ａ」を露出させうる。このように、本発明の一実施形態による配向膜エッチング装置は、約１〜２ｍｍ以下の直径を持つ面積に対して配向膜を局部的にエッチングすることができる。

以下、図４乃至図６を参照して、このような配向膜エッチング装置を用いて形成された配向膜を含むＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の製造方法を説明する。
図４は、本発明の一実施形態による配向膜製造方法を使う液晶表示装置製造方法を表した工程フローチャートである。図５は、本発明の一実施形態による製造方法によって製造された配向膜を備えるＴＦＴ基板を表す平面図である。そして、図６は、本発明の一実施形態による製造方法によって製造された配向膜を備えるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板で構成された液晶表示装置を表す断面図である。

図４に示すように液晶表示装置製造過程は、ＴＦＴ基板製造工程（ステップＳ３１０）、カラーフィルタ基板製造工程（ステップＳ３１０）、液晶セル工程（ステップＳ３２０）及びモジュール工程（ステップＳ３３０）を有する。
ここで、ＴＦＴ基板製造工程（ステップＳ３１０）は、大型ガラス基板（以下母基板と記す）に薄膜トランジスタアレイ（ＴＦＴ ａｒｒａｙ）が形成されるＴＦＴ基板を製造する工程であり、カラーフィルタ基板製造工程（ステップＳ３１０）は、また他の母基板に共通電極が形成されたカラーフィルタ基板を製造する工程である。

ＴＦＴ基板製造工程（ステップＳ３１０）とカラーフィルタ基板製造工程（ステップＳ３１０）によって準備されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板は、液晶セル工程（ステップＳ３２０）を経るようになるが、液晶セル工程（ステップＳ３２０）は、前記母基板に配向膜とシールライン（ｓｅａｌ ｌｉｎｅ）を形成して多数の液晶セルを区切って液晶セル内に液晶を滴下した後、２枚の母基板を接合した後多様なカッティング道具を用いて個別の液晶セル別に切断して液晶パネルを形成する工程である。
その後、液晶セルに電気的信号を供給するための駆動回路を付着するモジュール工程（ステップＳ３３０）を遂行する。

以下、図４を参照して液晶セル工程（ステップＳ３２０）の細部工程段階を詳しく説明する。
まず、図４に示したように、液晶セル工程（ステップＳ３２０）は、無機物配向膜形成工程（ステップＳ３２１）、配向膜の局部的エッチング工程（ステップＳ３２２）、トランスファ電極形成工程（ステップＳ３２３）、シールライン形成及び液晶滴下工程（ステップＳ３２４）、アセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）工程（ステップＳ３２５）及び切断（ｃｕｔｔｉｎｇ）工程（ステップＳ３２６）などの細部工程段階を含む。

無機物配向膜形成工程（ステップＳ３２１）は、製作完了したＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の画素電極及び共通電極上でなしうる。配向膜形成工程は、基板全体に対する配向膜が一定な厚さを持つように形成する。このような工程で液晶分子を均一に配列させて全体画面で均一なディスプレイ特性を持たせる。

配向膜は、電極の成分であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの表面と優れた接着特性を持たなければならず、２００℃以下で１０００Å以下の均一な薄膜形成が可能でなければならない。また、配向膜は化学的安定性が高くて液晶と反応せず、電気的には電荷捕獲（ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｐ）がなく、比抵抗が充分に高くて液晶動作に影響がない程度にならなければならない。また、強い紫外線に長期間露出される場合にも、物性の変質があってはならない。このような特性を考慮して配向膜としては、無機配向膜（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｆｉｌｍ）を使用できる。具体的には、ＤＬＣ薄膜、非晶質水素化シリコン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、ガラス、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＩＶ）（ｃｅｒｉｕｍ ＩＶ ｏｘｉｄｅ：ＣｅＯ_２）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、チタン酸亜鉛（ＺｎＴｉＯ_２）などを使用できる。さらに望ましくは、配向膜としては、透明しながらも硬度が高いＤＬＣ薄膜を使用することが望ましい。

また、工程条件によって、配向膜にイオンビームまたは原子ビームを用いて配向膜の表面を特定方向に配向する工程を追加できる。

配向膜形成工程（ステップＳ３２１）が終われば、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板に対してトランスファ電極と対応する位置の配向膜を局部的にエッチングする（ステップＳ３２２）。これは、先に図１で説明した配向膜エッチング装置１００の常圧プラズマを用いて配向膜を局部的にエッチングすることができる。ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上の配向膜を局部的にエッチングした後、各配向膜の下部に位置する配線及び共通電極が露出されてそれぞれトランスファ電極のための電極パッドが形成される。

本発明の他の一実施形態としては、無機物配向膜を局部的にエッチングするためにＹＡＧレーザを利用できる。ＹＡＧレーザの場合、数ｍｍ以下の直径を持つ面積に対してフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）ができるので、配向膜を容易く局部的にエッチングできる。ＤＬＣ薄膜のような無機物配向膜をエッチングすると同時に、配向膜下部に位置する透明電極または共通電極にエッチング損傷を与えないためには、約３５０〜３６０ｎｍの波長を持つＹＡＧレーザを使用することが望ましい。このような波長帯を持つＹＡＧレーザは、３次高調波（３ｒｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｗａｖｅ）を用いて形成できる。

そして、ＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板上に局部的にエッチングした配向膜によって露出された電極パッド上にトランスファ電極を形成する（ステップＳ３２３）。カラーフィルタ基板上に形成された共通電極には、ＴＦＴ基板を通じて共通電圧が印加される。これのためにＴＦＴ基板には配線が形成されて、カラーフィルタ基板に形成された共通電極とＴＦＴ基板に形成された配線を連結するために、二つの基板を連結する導電性トランスファ電極（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を二つの基板のうち、何れか一つの基板に形成する。以下、本発明の一実施形態では、ＴＦＴ基板上にトランスファ電極を形成する場合を例に挙げて説明する。

ＴＦＴ基板の縁部に沿ってトランスファ電極内側にＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を堅固に結合して、液晶を収納するためのシールライン（ｓｅａｌ ｌｉｎｅ）を形成する（ステップＳ３２４）。図５に示すように、ＴＦＴ基板４１０上に配向膜４３０が形成されて、表示領域まわりにＴＦＴ基板４１０の縁部に沿ってシールライン４５０が配される。そして、シールライン４５０の外側の周辺領域上にトランスファ電極４４０が配される。
ここで、シールラインはＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を結合するために接着剤であるシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）と液晶収納のための空間を確保するためにスペーサ（ｓｐａｃｅｒ）によって形成される。

スペーサは、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間にセルギャップ（ｓｅｌｌ ｇａｐ）を一定に維持するために画面の周辺部に位置するシールラインに混合するだけでなく、液晶パネルのアクティブ領域にも形成されうる。
また、カラーフィルタ基板上には、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板上に介在される液晶を滴下する（ステップＳ３２４）。本発明の一実施形態では、液晶滴下方式を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、真空圧を用いた液晶注入方式も使用できる。

シールラインが形成されたＴＦＴ基板と液晶が滴下されたカラーフィルタ基板を整合させた後、紫外線または熱を加えてシールラインを硬化させてＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板をアセンブリする（ステップＳ３２５）。二つの基板の合着に許容される整合誤差は、各基板の設計の時に与えられるマージンなどによって決定される。図６に示すように、局部的にエッチングされた配向膜４３０によって所定の部分が露出されたＴＦＴ基板４１０上の透明電極４２０と、局部的にエッチングされた配向膜５３０によって所定の部分が露出されたカラーフィルタ基板５１０上の共通電極５２０は、トランスファ電極４４０によって電気的に連結される。

アセンブリが終わったＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板をセル単位に切断して液晶パネルを形成する（ステップＳ３２６）。セル単位切断工程では、ダイヤモンド材質のホイールなどを利用できる。
その後、エッジ研磨工程を追加的に実施できる。エッジ研磨工程は、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の側面及び角部を研磨する工程として、ダイヤモンド材質の研磨石を高速で回転させて液晶パネルのエッジを研磨する。

そして、液晶パネルの両方面に偏光板を付着した後、偏光板の付着が完了された液晶パネルに対して電気光学的特性及び画質を検査するための工程が実施される。液晶パネルの電気光学的特性検査は、ゲートラインとデータラインに共通連結されたショーティングバー（ｓｈｏｒｔｉｎｇ ｂａｒ）にテスト信号を印加する方法などによってなされる。

このように液晶パネルが完成されれば、モジュール工程（ステップＳ３３０）を実施する。モジュール工程（ステップＳ３３０）は、液晶パネルに駆動ＩＣを実装して、ＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）を付着して、バックライトユニット（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）と共にモールドフレーム（ｍｏｌｄ ｆｒａｍｅ）とシャーシーなどで組み立てる工程である。

ここで、駆動ＩＣを液晶パネルに実装する技術としては、ＴＡＢ（ｔａｐｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄｉｎｇ）、ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）及びＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）などがある。ＰＣＢは多層構造に形成された各種回路素子などを備えて、ＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）などによって駆動ＩＣと電気的に連結されて液晶表示装置の駆動回路ユニットを構成する。ＰＣＢは、ＳＭＴ（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｕｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術などを用いて別途に形成された後、液晶表示装置と付着される。このように駆動ＩＣとＰＣＢとが付着された液晶パネルを液晶表示パネルアセンブリという。
そして、別途に形成されたバックライトユニットを液晶表示パネルアセンブリと共にモールドフレーム及びシャーシーなどに組立／結合して液晶表示装置を完成する。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の液晶表示装置の配向膜製造方法及びこれに使われる配向膜エッチング装置は、配向膜、特に無機物配向膜をパターニングする製造方法及びこれに使われる配向膜エッチング装置に使用されうる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置の配向膜エッチング装置を表す概略図である。 図１の配向膜エッチング装置の工程温度によるＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ）配向膜のエッチング速度を表したグラフである。 図１の配向膜エッチング装置によって局部的にエッチングされた配向膜を表すイメージである。 本発明の一実施形態による配向膜製造方法を使う液晶表示装置製造方法を表した工程フローチャートである。 本発明の一実施形態による製造方法によって製造された配向膜を備えるＴＦＴ基板を表す平面図である。 本発明の一実施形態による製造方法によって製造された配向膜を備えるＴＦＴ基板とカラーフィルター基板で構成された液晶表示装置を表す断面図である。

符号の説明

１００ 配向膜エッチング装置
１１０ 基板
１１２ 導電膜
１１４ 配向膜
１１６ 電極パッド
１２０ 誘電体ノズル
１３０ 接地電極
１３５ 高圧電極
１４０ 質量流量コントローラ
１５０ 反応ガス供給部
１６０ 反応ガス
４１０ ＴＦＴ基板
４２０ 透明電極
４３０、５３０ 配向膜
４４０ トランスファ電極
４５０ シールライン
５１０ カラーフィルタ基板
５２０ 共通電極

Claims (19)

1. 共通電極に電圧を印加するトランスファ電極に対応する電極パッドを備える基板上に配向膜を形成する段階と、
   前記電極パッドを露出させるようにマスクパターンを用いずに前記配向膜をエッチングする段階とを有することを特徴とする液晶表示装置の配向膜製造方法。
2. 前記配向膜をエッチングする段階は、前記配向膜の選択された領域を局部的にエッチングする段階を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
3. 前記配向膜をエッチングする段階は、常圧プラズマを用いて実施することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
4. 前記常圧プラズマは、大気（ａｉｒ）、Ｈｅ、Ｏ_２、Ｆ_２又はこれらの混合ガスを含む反応ガスで形成されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
5. 前記常圧プラズマは、約３００℃以下の工程温度で実施されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
6. 前記配向膜をエッチングする段階は、ＹＡＧレーザを用いて前記配向膜をエッチングする段階であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
7. 前記ＹＡＧレーザは、約３５０〜３６０ｎｍの波長を持つことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
8. 前記ＹＡＧレーザは、３次高調波を用いることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
9. 前記基板はカラーフィルタ基板であり、前記電極パッドは前記共通電極と連結されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
10. 前記基板はＴＦＴ基板であり、前記配向膜がエッチングされた後に、前記電極パッド上に前記トランスファ電極を形成する段階をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
11. 前記配向膜は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ）を含む物質でなされていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
12. 前記配向膜をエッチングする段階は、数ｍｍ以下の直径を持つ面積に対して、前記配向膜を局部的にエッチングする段階であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
13. 前記基板の表示領域の縁に沿ってシールラインを形成する段階をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
14. 前記トランスファ電極は、前記シールラインの外側の周辺領域上に配されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の配向膜製造方法。
15. 高電圧の電源が供給される高圧電極と、
    接地電極と、
    前記高圧電極と前記接地電極の間に介在された誘電体ノズルとを有し、
    前記誘電体ノズルは、配向膜をエッチングしてカラーフィルタ基板上に形成された共通電極にＴＦＴ基板からの共通電圧を伝えるトランスファ電極に対応する部位に電極パッドを形成するための常圧プラズマを内部より発生させ、
    前記配向膜は、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板のうち、少なくとも一つの上に形成されることを特徴とする液晶表示装置の配向膜エッチング装置。
16. 前記誘電体ノズルは、前記電極パッドの直径より小さい内径を持つことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の配向膜エッチング装置。
17. 前記配向膜の数ｍｍ以下の直径を持つ面積に対してエッチングを実施することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の配向膜エッチング装置。
18. 前記常圧プラズマは、大気（ａｉｒ）、Ｈｅ、Ｏ_２、Ｆ_２又はこれらの混合ガスを含む反応ガスで形成されることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の配向膜エッチング装置。
19. 前記配向膜は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ）を含む物質でなされたことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の配向膜エッチング装置。