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KR101478333B1 - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR101478333B1
KR101478333B1 KR1020080016296A KR20080016296A KR101478333B1 KR 101478333 B1 KR101478333 B1 KR 101478333B1 KR 1020080016296 A KR1020080016296 A KR 1020080016296A KR 20080016296 A KR20080016296 A KR 20080016296A KR 101478333 B1 KR101478333 B1 KR 101478333B1
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 표시판을 제공하고, 제2 표시판을 제공하고, 제1 및 제2 표시판 사이에 액정 및 배향 보조제를 개재하고, 제1 및 제2 표시판에 전압 레벨이 점차 증가하는 프리틸트용 전압을 인가하고, 배향 보조제를 경화시키는 것을 포함한다.
액정 배향, UV, 프리틸트

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{Manufacturing method of liquid crystal display}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잔상을 줄이고, 액정의 응답 속도를 향상시키는 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치는, 제1 표시판과, 제2 표시판과, 제1 및 제2 표시판 사에에 개재된 액정층을 포함한다. 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축을 상하 기판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 수직 배향 모드(vertically alignment mode) 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 간극 또는 돌기와 같은 도메인 형성 수단을 형성하는 방법 등이 있다.
도메인 형성 수단이 구비된 액정 표시 장치의 예로는, 상하 기판 모두에 도메인 형성 수단이 구비된 VA(Vertical alignment) 모드 액정 표시 장치, 및 하부 기판에만 미세 패턴을 형성하고 상부 기판에는 패턴을 형성하지 않은 패턴리스 VA(Patternless VA) 모드 액정 표시 장치 등이 있다. 표시 영역은 도메인 형성 수단에 의하여 다수의 도메인으로 구획되고 각 도메인 내에서 액정들은 동일한 방향으로 기울어진다.
최근에는 응답 속도 향상을 위해 액정을 소정의 각도로 프리틸트(pre-tilt)시키는 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 표시판 사이에 액정과 액정을 프리틸트시켜 배향하기 위한 배향 보조제를 첨가하고, 배향 보조제를 경화시킨다.
배향 보조제를 경화시키는 공정에 따라 잔상이 발생될 수 있다.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잔상을 줄이고, 응답 속도를 향상시키는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제1 표시판을 제공하고, 제2 표시판을 제공하고, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 액정 및 배향 보조제를 개재하고, 상기 제1 및 제2 표시판에 전압 레벨이 점차 증가하는 프리틸트용 전압을 인가하고, 상기 배향 보조제를 경화시키는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 화소 전극 및 제1 배향막이 형성된 제1 표시판을 제공하고, 공통 전극 및 제2 배향막이 형성된 제2 표시판을 제공하고, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 액정 및 반응성 모노머를 개재하고, 상기 제1 및 제2 표시판에 전압 레벨이 점차 증가하는 프리틸트용 전압을 인가하고, 상기 제2 표시판 상부에서 제2 표시판을 향해 광을 조사하여 상기 반응성 모노머를 경화 시키는 것을 포함한다. 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치의 레이아웃도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 A-A'선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도들이고, 도 7은 도 6의 프리틸트용 전압을 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 도메인 형성 수단(83)이 형성된 화소 전극(82) 등의 다수의 소자가 형성된 제1 표시판(100)을 제공한다.
구체적으로 절연 기판(10) 위에, 예를 들어 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 게이트 배선용 금속막(미도시)를 적층한 후, 이를 패터닝하여 게이트선(22), 게이트 전극(26) 및 스토리지 전극(28)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다.
이어서, 게이트 배선 위에 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)을 예를 들어, 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced CVD, PECVD) 등을 이용하여 형성한다.
그리고 게이트 절연막(30) 위에 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소, n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 반도체층(40) 및 데이터 배선용 도전막을 예를 들어, 스퍼터링을 이용하여 연속적으로 증착하고, 포토 리소그래피법에 의해 식각하여 반도체층(40), 오믹 콘택층(55, 56), 및 데이터선(62), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 포함하는 데 이터 배선을 형성한다.
이어서, 상기 결과물 위에 예를 들어 반응성 화학 기상 증착법 등을 이용하여 보호막(70)을 형성하고, 드레인 전극(66)의 일부를 노출시키는 콘택홀(76)을 형성한다.
이어서, 보호막(70) 상에 화소 전극용 도전 물질을 예를 들어 스퍼터링법에 의해 형성하고 패터닝하여, 도메인 형성 수단(83) 및 도메인 형성 수단(83)이 형성된 화소 전극(82)을 형성한다. 화소 전극(82)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체 또는 알루미늄 등의 반사성 도전체로 이루어질 수 있다. 여기서 도메인 형성 수단(83)은 간극(aperture)일 수 있다. 또는 돌기일 수 있다. 이하에서 도메인 형성 수단(83)은 간극(aperture)인 경우를 예로 화소 전극(82)에 대해 좀더 구체적으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
화소 전극(82)은 절개 패턴으로 이루어진 간극(83)에 의해 다수의 도메인 영역으로 구획된다. 여기서 간극(83)은 화소 전극(82)을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되어 있는 가로부와, 반분된 화소 전극(82)의 상하 부분에 각각 사선 방향으로 형성되어 있는 사선부를 포함한다. 여기서 상하의 사선부는 서로 수직을 이루고 있는데, 이는 수평 전계의 방향을 4방향으로 고르게 분산시키기 위함이다. 사선부는 게이트선(22)과 실질적으로 45°를 이루는 부분과 -45°를 이루는 부분을 포함하며, 간극(83)은 화소 영역을 상하로 이등분하는 선(게이트선과 나란한 선)에 대하여 상부 및 하부가 실질적으로 거울 대칭되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 화소의 중심으로부터 상부에 위치하는 화소 전극(82)에는 게이트선(22)과 실질적으로 45°를 이루는 간극(83)의 사선부가 형성되고, 화소의 중심으로부터 하부에 위치하는 화소 전극(82)에는 게이트선(22)과 실질적으로 -45°를 이루는 간극(83)의 사선부가 형성될 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 간극(83)의 사선부가 게이트선(22)과 실질적으로 45° 또는 -45°를 이루는 범위에서 간극(83) 사선부의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
이와 같은 화소 전극(82)의 간극(83)을 이용하면 화소 전극(82)의 표시 영역은 액정 혼합물(300)에 포함된 액정(310)의 주 방향자(director)가 전계 인가시 배열되는 방향에 따라 다수의 도메인으로 분할된다. 여기서 도메인이란 화소 전극(82)과 공통 전극(140) 사이에 형성된 전계에 의해 액정(310)의 방향자가 특정 방향으로 무리를 지어 기울어지는 액정들로 이루어진 영역을 의미한다.
다음으로 제1 수직 배향막(92)을 프린팅 법에 의해 형성한다. 제1 수직 배향막(92)은 후술하는 제2 수직 배향막(152)과 함께 액정(310)들을 수직으로 배향시킨다. 본 단계에서 제1 표시판(100)의 가장자리에 실런트(sealant)를 프린트할 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 표시판(100)과 대향하도록, 제2 도메인 형성 수단(142)이 형성된 공통 전극(140) 등의 다수의 소자가 형성된 제2 표시판(200)을 배치한다.
구체적으로, 절연 기판(110) 상에 크롬 등의 불투명 물질을 증착하고 패터닝하여, 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(120)를 형성한다.
이어서, 블랙 매트릭스(120) 상부 및 블랙 매트릭스(120)에 의해 노출된 절연 기판(110)의 전면에 예를 들어 감광성 레지스트를 도포하여 컬러필터층을 형성한다. 이 컬러필터층을 노광 및 현상하여 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(130)를 형성한다. 이어서 블랙 매트릭스(120) 및 컬러필터(130) 상에 오버코트층(135)을 형성한다.
이어서, 오버코트층(135)의 상부에 공통 전극용 도전 물질을 도포하여 공통 전극(140)을 형성한다.
이어서, 공통 전극(140) 상에 제2 수직 배향막(152)을 프린팅 법에 의해 형성한다. 본 단계에서 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 거리 즉, 셀 갭(cell gap)을 유지하는 스페이서(spacer)를 도포할 수 있다.
이와 같이 완성된 제2 표시판(200)을 제1 표시판(100)에 대향하도록 배치하고 실런트를 경화시켜 제1 및 제2 표시판(100, 200)을 조립한다.
이어서, 도 5를 참조하면, 예를 들어 진공 주입법을 이용하여 액정(310) 및 배향 보조제를 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 개재시킨다. 여기서 액정(310)은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있으며, 예를 들어 네마틱 액정(310)일 수 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머로서 예컨데 UV 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 또한 제1 및 제2 표시판(100, 200) 사이에 UV 경화용 개시제를 더 개재시킬 수 있다. UV 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트(acrylate)계 모노머일 수 있으며, UV 경화용 개시제는 UV 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다. UV 경화용 개시제는 액정(310)을 기준으로 0중량%를 초과하고 0.05중량% 이하, UV 경화성 모노머는 액정(310)을 기준으로 0중량%를 초과하고 1중량% 이하의 범위로 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 개재시킬 수 있다. 이와 같이 액정(310)과 배향 보조제 등을 제1 및 제2 표시판(100, 200) 사이에 개재하여 액정 혼합물(300)을 형성한다.
이어서, 도 6을 참조하면, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 프리틸트용 전압(V)을 인가하면서 배향 보조제를 경화시킨다. 배향 보조제가 UV 경화성 모노머인 경우, 배향 보조제를 경화시키기 위해 UV를 조사한다. 프리틸트용 전압(V)은 제1 및 제2 표시판(100, 200)의 비쥬얼(visual) 검사용 패드부 또는 별도로 마련된 패드부를 통해 인가될 수 있다.
여기서 도 8에 도시된 바와 같이, 시간에 따라 전압 레벨이 점차 증가하는 프리틸트용 전압(V)을 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 인가할 수 있다. 예를 들어, 프리틸트용 전압(V)은 시간에 따라 전압 레벨이 일정한 슬로프를 갖고 선형(linear)으로 증가할 수 있다.
UV는 제1 표시판(100)의 하부에서 제1 표시판(100)을 향해 조사할 수 있다. 컬러필터(130)가 UV를 흡수하여 UV 경화성 모노머가 경화되지 않는 경우, 잔상이 발생할 수 있다. 따라서 컬러필터(130)가 UV를 흡수하는 것을 최소화화기 위해 으므로, 제1 표시판(100)의 하부에서 제1 표시판(100)을 향해 UV를 조사할 수 있다. 다만, 본 실시예에서 제2 표시판(200)의 상부에서 제2 표시판(200)을 향해 UV를 조사할 수도 있다.
이와 같은 프리틸트용 전압(V)을 인가하면서 UV를 조사하면 액정이 프리틸트되어, 액정 표시 장치의 구동시 응답 속도가 향상된다. 또한 액정 표시 장치에 전원을 인가하지 않는 경우, 액정 표시 장치가 노말리 블랙(normally black) 모드에서 블랙 화면이 표시될 때 잔상이 줄어든다. 구체적으로, 다음과 같은 이유로 응답 속도가 향상되며, 잔상이 줄어드는 것으로 판단된다. UV가 조사되면, 제1 및 제2 배향막과 인접한 UV 경화성 모노머부터 경화되기 시작하는데, UV 경화성 모노머는 프리틸트용 전압(V)의 전압 레벨이 낮을 때 액정이 수직으로 서 있기 때문에 제1 및 제2 배향막과 인접한 UV 경화성 모노머는 수직으로 경화될 수 있다. 점차 프리틸트용 전압(V)의 전압 레벨을 증가시키면, 액정이 틸트되고, 이에 따라 UV 경화성 모노머도 액정과 같이 틸트되어 경화될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 배향막과 인접한 UV 경화성 모노머는 수직으로 경화될 수 있고, 제1 및 제2 배향막과 떨어진 거리에 따라 서서히 틸트되어 경화될 수 있다. 따라서 액정(310)이 도메인 형성 수단(83) 및 경화된 UV 경화성 모노머에 의해 프리틸트되어 있으므로, 액정 표시 장치에 전원을 인가할 때 액정(310)의 랜덤 모션(random motion)이 방지되고, 이에 따라 액정 표시 장치의 응답 속도가 향상되며, 잔상이 줄어들 수 있다.
구체적인 예로, 64 계조가 7V에 대응되고, 50 계조가 4V에 대응되고, 1 계조가 0V에 대응될 때, 1계조 → 50 계조 → 64 계조를 나타내는 전압을 순차적으로 인가하면서 UV 조사를 할 경우 블랙 영상을 표시할 때 잔상이 줄어들게 된다. 이와 비교예로서, 프리틸트용 전압(V)의 전압 레벨을 점차 줄이면서, 예컨데 64 계조전압(7V), 50계조전압(4V), 1 계조전압(1V)으로 점차 전압 레벨이 줄어드는 프리틸트 용 전압을 인가하는 경우, 블랙 영상을 표시할 때 잔상이 인지된다.
다만, 프리틸트용 전압(V)이 선형인 경우에 한정되지 않고, 다양한 모양으로 점차 증가할 수 있다. 이러한 프리틸트용 전압(V)의 변형례를 도 8 내지 도 10을 참조하여 이하에서 설명한다. 도 8 내지 도 10은 프리틸트용 전압(V)의 변형례를 나타내는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 프리틸트용 전압(V)은 시간에 따라 점차 전압 레벨이 증가하는데, 각 시간마다 소정의 서로 다른 슬로프를 갖고 증가한다. 좀더 구체적으로, 각 시간에 대응하는 곡선의 접선의 슬로프가 시간이 증가함에 따라 점차 증가하다가 다시 점차 감소할 수 있다. 또는 도 8에 도시된 바와 달리, 각 시간에 대응하는 곡선의 접선의 슬로프가 시간이 증가함에 따라 점차 감소하다가 다시 점차 증가할 수 있다. 다시 말해서 전체적으로 시간이 증가함에 따라 전압 레벨이 증가한다.
도 9를 참조하면, 프리틸트용 전압(V)은 시간에 따라 전압 레벨이 계단형으로 증가할 수 있다. 좀더 구체적으로, 각 계단의 높이는 시간이 증가함에 따라 점차 증가할 수 있다. 또는 도 9에 도시된 바와 달리, 각 계단의 높이가 시간이 증가함에 따라 점차 감소할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 프리틸트용 전압(V)의 전압 레벨은, 제1 전압 인가 구간(P1)에서 시간에 따라 소정의 슬로프를 갖고 점차 증가하고, 제2 전압 인가 구간(P2)에서 시간에 따라 계단형으로 증가할 수 있다. 또는 도 10과 달리, 프리틸트용 전압(V)의 전압 레벨은, 제1 전압 인가 구간(P1)에서 시간에 따라 계단형으로 점차 증가하고, 제2 전압 인가 구간(P2)에서 시간에 따라 소정의 슬로프를 가지고 점차 증가할 수 있다.
본 발명에서 프리틸트용 전압(V)이 도 7 내지 도 10에 도시된 것에 한정되지 않고, 다양한 모양으로 시간에 따라 점차 전압 레벨이 증가할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, UV 조사 공정을 거친 후 다수의 소자들이 형성된 제1 및 제2 표시판(100, 200)의 반대면에는 각각 하나씩의 편광판(미도시)을 배치할 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의상 하나의 액정 표시 장치를 구성하는 단위 기판으로서 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200)을 제공하고 이들 사이에 액정을 주입하는 공정을 예로 들어 설명하였으나, 대량 생산이 요구되는 생산 라인에서는 복수의 제1 표시판(100)을 형성할 수 있는 제1 마더 기판(미도시)에 화소 전극(82) 등의 소자를 형성하고, 복수의 제2 표시판(200)을 형성할 수 있는 제2 마더 기판(미도시)에 공통 전극(140) 등의 소자를 형성한다. 이후, 이들 제1 및 제2 마더 기판 사이에 액정(310)을 주입하고 프리틸트용 전압(V)을 인가한 상태로 UV를 조사하여 액정(310)이 프리틸트된 액정 혼합물(300)을 형성한다. 이들 제1 및 제2 마더 기판을 커팅(cutting)함으로써 비로소 각각의 액정 표시 장치를 구성하는 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200)으로 이루어진 액정 패널이 완성된다.
이어서, 이와 같이 형성된 액정 패널의 하부에 램프를 포함하는 백라이트 어셈블리를 배치함으로써 액정 표시 장치가 완성된다. 다만, 본 실시예에서 제1 표시판(100)의 화소 전극(82)는 다음 실시예에서 후술하는 다수의 미세 전극과 미세 전극 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿으로 이루어질 수도 있다.
이하, 도 11 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표 시 장치의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따라 제조된 액정 표시 장치의 레이아웃도이고, 도 12은 도 11의 액정 표시 장치를 B-B'선을 따라 절개한 단면도이고, 도 13 내지 도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 이전 실시예와 상이하게 컬러필터(131) 및 화소 전극 등을 모두 제1 표시판(101) 상에 형성한다. 본 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치는 컬러필터(131) 상에 게이트 배선 등의 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 AOC(Array On Color filter) 구조이거나, 박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러필터(131)가 형성된 COA(Color filter On Array) 구조일 수 있으나, AOC 구조의 액정 표시 장치를 예로 들어 이하에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(121), 컬러필터(131), 다수의 미세 전극(84)과 미세 전극(84) 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿(85)으로 이루어진 화소 전극을 포함하는 제1 표시판(101)을 제공한다. 다만, 화소 전극이 다수의 미세 전극(84)과 다수의 미세 슬릿(85)을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스(121), 컬러필터(131), 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 형상의 화소 전극을 포함하는 제1 표시판을 제공할 수도 있다. 이하에서는 도 12에 도시된 제1 표시판(101)을 제공하는 경우를 예로 들어 설명한다.
구체적으로, 절연 기판(10) 상에 크롬 등의 불투명 물질을 증착하고 패터닝 하여 블랙 매트릭스(121)를 형성한다. 이어서, 블랙 매트릭스(121) 상부 및 블랙 매트릭스(121)에 의해 노출된 절연 기판(10)의 전면에 예를 들어 감광성 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상하여 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(131)를 형성한다. 이어서 블랙 매트릭스(121) 및 컬러필터(131) 상에 오버코트층(136)을 형성한다.
이어서, 오버코트층(136) 상에 이전 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법과 동일한 공정을 이용하여, 게이트선(22), 게이트 전극(26) 및 스토리지 전극(28)을 포함하는 게이트 배선, 게이트 절연막(30), 반도체층(40), 및 데이터선(62), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 이어서, 상기 결과물 위에 콘택홀(76)을 포함하는 보호막(70)을 형성한다.
이어서, 보호막(70) 상에 화소 전극용 도전막(미도시)을 예를 들어 스퍼터링법에 의해 형성하고 패터닝하여, 다수의 미세 전극(84)과 미세 전극(84) 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿(85)으로 이루어진 화소 전극을 형성한다. 화소 전극용 도전 물질을 패터닝하여 화소 영역을 4등분하는 십자 형상의 주 골격 및 이 주 골격으로부터 화소 영역의 외곽측으로 향하는 사선으로 다수의 미세 전극(84)을 형성한다. 이때 다수의 미세 전극(84) 사이에는 다수의 미세 슬릿(85)이 형성된다. 이 경우 사선 방향으로 형성된 다수의 미세 전극(84)은 후술하는 편광판의 투과축에 대해 약 45°의 각을 가지도록 십자 형상의 주 골격으로부터 4 방향으로 형성시킨다. 미세 전극(84)의 최대 길이는 응답 시간을 고려하여 화소 전극 가로 길이의 (0.5)1/2배를 넘지 않는 것이 바람직하다. 즉 미세 전극(84)의 최대 길이는 십자 형상의 주 골격 가로 길이의 (0.5)1/2배를 넘지 않는 것이 바람직하다.
미세 전극(84)의 폭은, 화소 전극의 중심부 즉, 미세 전극(84)이 십자 형상의 주 골격과 접하는 지점과 화소 영역의 외곽부에서 동일하거나 다를 수 있다. 미세 전극(84)의 폭이 화소 영역 전체에 걸쳐 동일한 경우, 미세 전극(84)과 미세 슬릿(85)의 폭은 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 그 폭은 각각 예를 들어 약 5㎛이하일 수 있다. 미세 전극(84)의 폭은 화소 전극의 중심부 측의 폭이 화소 전극의 가장자리보다 넓을 수 있다. 이 경우 후술하는 액정은 미세 전극(84) 사이에 배치된 미세 슬릿(85)에 용이하게 배향된다.
화소 전극 상부에는 이전 실시예와 동일하게 제1 수직 배향막(92)을 형성한다. 본 단계에서 제1 표시판(101)의 가장자리에 실런트(sealant)를 프린트할 수 있다.
이어서, 도 14을 참조하면, 제1 표시판(101)과 대향하도록 패터닝되지 않은 공통 전극(141)을 포함하는 제2 표시판(201)을 제공한다.
구체적으로, 예를 들어 스퍼터링 등의 방법으로 절연 기판(10) 상에 예를 들어 ITO로 이루어진 공통 전극용 도전 물질을 증착한다. 본 실시예의 공통 전극(141)은 패터닝되지 않으므로 증착된 공통 전극용 도전 물질이 공통 전극(141)으로 사용된다. 본 실시예와 같이 공통 전극용 도전 물질에 패터닝을 하지 않으므로 공정 시간이 단축되며, 제1 및 제2 표시판(101, 201) 간의 미스 얼라인이 발생하지 않아 액정 표시 장치의 불량률이 감소될 수 있다.
이어서, 공통 전극(141) 상에 제2 수직 배향막(152)을 프린팅 법에 의해 형성한다. 본 단계에서 제1 표시판(101)과 제2 표시판(201)의 거리 즉, 셀 갭을 유지하는 스페이서를 도포할 수 있다.
이와 같이 완성된 제2 표시판(201)을 제1 표시판(101)에 대향하도록 배치하고 실런트를 경화시켜 제1 및 제2 표시판(101, 201)을 조립한다.
이어서, 도 15를 참조하면, 예를 들어 진공 주입법을 이용하여, 액정(311)과 배향 보조제를 제1 및 제2 표시판(101, 201) 사이에 개재한다. 배향 보조제는 상술한 바와 마찬가지로 UV 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 또한, UV 경화용 개시제를 더 개재할 수 있다. 또한 액정(311)의 피치를 조절하는 도판트를 더 개재할 수 있다. 여기서, 도판트는 카이랄 도판트일 수 있다. 도판트는 액정(311)의 피치를 짧아지게 하여 액정 표시 장치의 응답 속도를 향상시킨다. 이와 같이 액정(311)과 배향 보조제 등을 개재시켜 액정 혼합물(301)을 형성한다.
이어서, 도 16를 참조하면, 제1 표시판(101)과 제2 표시판(201)에 프리틸트용 전압(V)을 인가한다. 프리틸트용 전압(V)이 인가된 상태로 제1 및 제2 표시판(101, 201)에 UV를 조사한다. 이러한 UV 조사 공정은 액정(311) 등을 주입한 후 즉시 진행하는 것이 바람직하다.
여기서 프리틸트용 전압(V)은 도 7 내지 도 10에 도시된 모양의 전압일 수 있다. 즉, 프리틸트용 전압(V)은 시간에 따라 점차 증가하는 전압 레벨을 갖는다. 또한, UV를 제2 표시판(201)의 상부에서 제2 표시판(201)을 향해 조사할 수 있다. 컬러필터(131)가 UV를 흡수하여 UV 경화성 모노머가 경화되지 않는 경우, 잔상이 발생할 수 있다. 따라서 컬러필터(131)가 UV를 흡수하는 것을 최소화화기 위해 으므로, 제2 표시판(201)의 상부에서 제2 표시판(201)을 향해 UV를 조사할 수 있다. 다만, 본 실시예에서 제1 표시판(101)의 하부에서 제1 표시판(101)을 향해 UV를 조사할 수도 있다.
이와 같이 액정 표시 장치에 프리틸트용 전압(V)이 인가된 상태에서 UV를 조사하면 UV 경화성 모노머가 경화되어 액정(311)이 프리틸트 된다. 액정(311)은 미세 슬릿(85) 및 경화된 UV 경화성 모노머에 의해 프리틸트되어 있으므로, 액정 표시 장치에 전원을 인가할 때 액정(311)의 랜덤 모션이 방지되고, 이에 따라 액정 표시 장치가 블랙 색상에서 화이트 색상으로 전환되는 응답 속도가 향상되며, 잔상이 줄어든다.
다시 도 16를 참조하면, UV 조사 공정을 거친 후 제1 및 제2 표시판(101, 201)의 반대면에는 각각 하나씩의 편광판(미도시)을 배치할 수 있다. 제1 및 제2 표시판(101, 201)은 각각 마더 기판(미도시)으로부터 형성할 수 있다.
이어서, 제1 표시판(101)의 하부에 램프를 포함하는 백라이트 어셈블리를 배치함으로써 액정 표시 장치가 완성된다.
다만 본 실시예에서 화소 전극이 다수의 미세 전극(84)과 미세 전극(84) 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿(85)으로 이루어지지 않고, 이전 실시예의 도 1 및 도 2에 도시된 화소 전극(82)으로 대체될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 변형례들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제 조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법으로 제조된 액정 표시 장치의 레이아웃도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 A-A'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 7은 도 6의 프리틸트용 전압을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 내지 도 10은 프리틸트용 전압의 변형례를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 따라 제조된 액정 표시 장치의 레이아웃도이다.
도 12는 도 11의 액정 표시 장치를 B-B'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 110: 절연 기판 22: 게이트선
26: 게이트 전극 28: 스토리지 배선
30: 게이트 절연막 40: 반도체층
55, 56: 오믹 콘택층 62: 데이터선
65: 소스 전극 66: 드레인 전극
70: 보호막 76: 콘택홀
82: 화소 전극 83: 도메인 형성 수단
84: 미세 전극 85: 미세 슬릿
92: 제1 수직 배향막 100, 101: 제1 표시판
120, 121: 블랙 매트릭스 130, 131: 컬러필터
135, 136: 오버코트층 140, 141: 공통 전극
152: 제2 수직 배향막 200, 201: 제2 표시판
300, 301: 액정 혼합물 310, 311: 액정

Claims (19)

  1. 제1 표시판을 제공하고,
    제2 표시판을 제공하고,
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 액정 및 배향 보조제를 개재하고,
    상기 제1 및 제2 표시판에 전압 레벨이 증가하는 프리틸트용 전압을 인가하고,
    상기 배향 보조제를 경화시키는 것을 포함하되,
    상기 프리틸트용 전압을 인가하는 것은
    제1 전압 인가 구간에서 상기 전압 레벨이 계단형으로 점차 증가하는 제1 프리틸트용 전압을 인가하는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프리틸트용 전압을 인가하는 것은
    제2 전압 인가 구간에서 상기 전압 레벨이 소정의 슬로프(slope)를 갖고 점차 증가하는 제2 프리틸트용 전압을 인가하는 것을 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배향 보조제는 UV 모노머(monomer)를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 배향 보조제를 경화시키는 것은 상기 배향 보조제에 UV를 조사하는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 UV 모노머는 상기 액정을 기준으로 0중량%를 초과하고 1중량% 이하인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 표시판을 제공하는 것은
    제1 절연 기판을 제공하고,
    상기 제1 절연 기판 상에 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 화소 전극 및 제1 배향막을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 제2 표시판을 제공하는 것은
    제2 절연 기판을 제공하고,
    상기 제2 절연 기판 상에 공통 전극 및 제2 배향막을 형성하는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 다수의 미세 전극과 상기 미세 전극 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿을 포함할 때,
    상기 화소 전극을 형성하는 것은
    상기 제1 절연 기판 상에 화소 전극용 도전막을 형성하고, 상기 화소 전극용 도전막을 패터닝하여 상기 다수의 미세 전극 및 상기 다수의 미세 슬릿 을 형성하는 것을 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 배향 보조제는 UV 모노머(monomer)를 포함하고,
    상기 배향 보조제를 경화시키는 것은 상기 제2 표시판 상부에서 제2 표시판을 향해 UV를 조사하는 것인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 표시판을 제공하는 것은
    제1 절연 기판을 제공하고,
    상기 제1 절연 기판 상에 화소 전극 및 제1 배향막을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 제2 표시판을 제공하는 것은
    제2 절연 기판을 제공하고,
    상기 제2 절연 기판 상에 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 공통 전극 및 제2 배향막을 형성하는 것는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 다수의 미세 전극과 상기 미세 전극 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿을 포함할 때,
    상기 화소 전극을 형성하는 것은
    상기 제1 절연 기판 상에 화소 전극용 도전막을 형성하고, 상기 화소 전극용 도전막을 패터닝하여 상기 다수의 미세 전극 및 상기 다수의 미세 슬릿 을 형성하는 것을 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 화소 전극 및 제1 배향막이 형성된 제1 표시판을 제공하고,
    공통 전극 및 제2 배향막이 형성된 제2 표시판을 제공하고,
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 액정 및 반응성 모노머를 개재하고,
    상기 제1 및 제2 표시판에 전압 레벨이 증가하는 프리틸트용 전압을 인가하고,
    상기 제2 표시판 상부에서 제2 표시판을 향해 광을 조사하여 상기 반응성 모노머를 경화시키는 것을 포함하되,
    상기 프리틸트용 전압을 인가하는 것은
    제1 전압 구간에서 상기 전압 레벨이 계단형으로 점차 증가하는 제1 프리틸트용 전압을 인가하는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 프리틸트용 전압을 인가하는 것은
    제2 전압 인가 구간에서 상기 전압 레벨이 소정의 슬로프(slope)를 갖고 점차 증가하는 제2 프리틸트용 전압을 인가하는 것을 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 화소 전극이 다수의 미세 전극과 상기 미세 전극 사이에 형성된 다수의 미세 슬릿을 포함할 때,
    상기 제1 표시판을 제공하는 것은
    제1 절연 기판을 제공하고,
    상기 제1 절연 기판 상에 화소 전극용 도전막을 형성하고, 상기 화소 전극용 도전막을 패터닝하여 상기 다수의 미세 전극 및 상기 다수의 미세 슬릿 을 형성하는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 반응성 모노머는 UV 모노머(monomer)를 포함하고,
    상기 광을 조사하는 것은 UV를 조사하는 것인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 UV 모노머는 상기 액정을 기준으로 0중량%를 초과하고 1중량% 이하인 액정 표시 장치의 제조 방법.
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