KR100704257B1 - 액정 표시 장치의 제조 방법, 제조 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

액정 표시 장치의 제조 방법, 제조 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 위의 소정 영역마다 배향막 재료의 도포량을 바꾸어 균일한 배향막을 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 먼저 제어 장치(14)로부터의 신호에 의거하여 구동 장치(16)에 의해 구동되는 벨트 컨베이어(BC)에 의해 반송된 기판 예를 들어 세그먼트 전극이 형성된 기판을 세정 장치(4)에서 세정한다. 다음으로, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 반송된 기판에 토출 장치(6)에서 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포한다. 다음으로, 건조 장치(8)에서 기판 위에 도포되어 있는 배향막 재료의 임시 건조를 행하고, 소성 장치(10)에서 기판을 소성하여 배향막을 형성한다. 그리고, 러빙 장치(12)에서 배향막에 러빙 처리를 실시한다.
액정 표시 장치, 액적 토출 장치, 잉크젯, 배향막

Description

액정 표시 장치의 제조 방법, 제조 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 라인의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯식 토출 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법의 플로차트.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 재료 도포 영역의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 재료의 액적(液滴) 크기를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 재료의 적하(滴下) 피치를 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 탑재한 전자 기기의 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2 : 액정 표시 장치 제조 라인
4 : 세정 장치
6 : 토출 장치
8 : 건조 장치
10 : 소성(燒成) 장치
12 : 러빙(rubbing) 장치
14 : 제어 장치
16 : 구동 장치
50 : 액정 표시 장치
52, 54 : 기판
56 : 액정
72 : 중앙부
74 : 외주부
본 발명은 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 삽입하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법, 제조 장치, 액정 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전극이 형성된 한 쌍의 기판 사이에 액정 조성물로 구성되는 액정층을 삽입하고, 각 기판의 전극으로부터 액정 조성물에 전압을 인가하여 표 시를 행하는 것이다. 액정 표시 장치에서는, 전압을 인가했을 때에 균일한 표시를 행하기 위해 액정 분자를 소정의 방향으로 배향시키는 배향막이 사용되고 있다. 이 배향막을 기판 위에 형성하는 방법으로서, 플렉소(flexo) 인쇄법이나 오프셋(offset) 인쇄법 등의 인쇄법이 존재한다. 예를 들어 플렉소 인쇄법에서는, 배향막 재료를 함유하는 도포액을 인쇄에 의해 기판에 전사(轉寫) 도포한 후, 소정의 온도에서 가열함으로써 용제 성분을 휘발시키고, 그 후 소정의 온도에서 소성(燒成)함으로써 배향막이 형성된다.
또한, 특허문헌 1에, 배향막 재료의 사용 효율을 향상시키는 동시에, 균일하게 배향막 재료를 도포하는 액정 표시 소자의 배향막 형성 방법이 개시되어 있다. 이 액정 표시 소자의 배향막 형성 방법에서는, 전극이 형성된 투명 기판 위에 잉크젯 노즐을 사용하여 배향막 형성 용액을 분무 도포하는 공정을 복수회 행함으로써, 기판 위에 균일하게 배향막을 도포하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허평 9-105937호 공보
그런데, 일반적으로 인쇄법에서 사용되는 배향막 재료를 함유하는 도포액은 인쇄성을 고려하여 40∼60mPa·s 정도의 점도로 조정되어 있다. 따라서, 도포액의 점도가 높기 때문에, 기판에 전사 도포할 때에 인쇄 불균일이 생기기 쉬워, 표시 불량이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 한편, 잉크젯 노즐을 사용할 경우에는, 인쇄법과 동일한 점도에서는 배향막 재료를 잉크젯 노즐을 통하여 토출할 수 없기 때문에, 용제 성분을 증가시켜 배향막 재료를 함유하는 도포액(잉크)의 점도를 10mPa ·s 이하로 조정하고 있다.
따라서, 인쇄법에 의해 형성되는 배향막과 동일한 두께의 배향막을 형성하기 위해서는, 보다 많은 도포액을 기판 위에 도포할 필요가 있지만, 기판 위에 전사 도포하는 경우와 달리 인쇄 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 저(低)점도의 배향막 재료를 기판 위에 도포한 경우, 기판 위에 균일하게 배향막 재료를 도포한 경우일지라도, 건조 공정에서 용제를 휘발시킬 때에 기판 위의 중앙부에 형성되는 배향막의 막 두께에 비하여 기판 위의 주변부에 형성되는 배향막의 막 두께가 두꺼워진다. 즉, 건조 공정에서는 기판의 주변부에서 먼저 배향막 재료가 건조되어 액면(液面) 저하가 생기고, 중앙부의 도포액이 주변부에 유입되기 때문에, 주변부에 형성되는 배향막의 막 두께가 중앙부에 형성되는 배향막의 막 두께보다도 두꺼워지는 것이 경험적으로 알려져 있다. 그 때문에, 배향막 재료를 균일하게 도포함으로써, 형성되는 배향막의 막 두께가 반대로 불균일해져, 표시 불량이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 기판 위의 소정 영역마다 배향막 재료의 도포량을 변화시킴으로써, 기판 위에 균일한 배향막을 형성할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법, 액정 표시 장치의 제조 장치, 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치 및 제조된 액정 표시 장치를 탑재한 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 삽입하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 기판 위에 배향막 재 료를 함유하는 액적을 토출하는 배향막 재료 토출 공정과, 상기 배향막 재료 토출 공정에서 도포된 배향막 재료를 건조시켜 배향막을 형성하는 건조 공정을 갖고, 상기 배향막 재료 토출 공정에서, 액적 토출 장치를 사용하여 상기 기판 위의 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 액정 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 액적 토출 장치를 사용하여 기판 위의 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 즉, 소정 영역마다 토출되는 배향막 재료를 함유하는 액적의 양을 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 따라서, 기판 위에 균일하게 배향막 재료를 도포한 경우에, 배향막의 막 두께가 두꺼워지는 부분에는 다른 부분에 비하여 적은 양의 배향막 재료를 도포함으로써, 배향막 재료를 건조시켜 용제를 휘발시켜 형성되는 배향막의 막 두께를 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 표시 불량이 발생하는 것을 적절하고 용이하게 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 배향막 재료 토출 공정에서, 상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 배향막 재료 토출 공정에서, 상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하 밀도를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이들 액정 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 액적 토출 장치에 의해 토출되는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기 또는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하 밀도를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 따라서, 필요한 양의 배향막 재료를 소정 영역에 정확하게 도포할 수 있고, 균일한 막 두께의 배향막을 형성하여 표시 불량을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 배향막 재료 토출 공정에서, 상기 기판 위에 상기 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 소정 영역을 주변 영역과 상기 주변 영역으로 둘러싸인 중앙 영역으로 나누어, 상기 중앙 영역에 대하여 적은 양의 상기 배향막 재료를 상기 주변 영역에 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 액정 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 기판 위의 소정 영역을 주변 영역과 중앙 영역으로 나누어, 중앙 영역에 대하여 도포되는 배향막 재료의 양보다도 적은 양의 배향막 재료를 주변 영역에 도포하고 있다. 즉, 기판 위에 배향막 재료를 균일하게 도포한 경우에, 중앙 영역에 비하여 막 두께가 두꺼워지는 것이 경험적으로 알려져 있는 주변 영역에 도포되는 배향막 재료를 중앙 영역에 비하여 적게 하고 있기 때문에, 균일한 막 두께의 배향막을 형성하여 표시 불량을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는, 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 삽입하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 장치로서, 기판 위에 도포하는 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 장치와, 상기 액적 토출 장 치에 의해 상기 기판 위에 도포된 배향막 재료를 건조시켜 배향막을 형성하는 건조 장치를 구비하고, 상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판 위의 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 액정 표시 장치의 제조 장치에 의하면, 기판 위의 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 즉, 소정 영역마다 토출되는 배향막 재료를 함유하는 액적의 양을 변경하여, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 따라서, 기판 위에 균일하게 배향막 재료를 도포한 경우에, 배향막의 막 두께가 두꺼워지는 부분에는 다른 부분에 비하여 적은 양의 배향막 재료를 도포함으로써, 배향막 재료를 건조시켜 용제를 휘발시켜 형성되는 배향막의 막 두께를 균일하게 할 수 있어, 표시 불량이 발생하는 것을 적절하고 용이하게 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는, 상기 액적 토출 장치에서, 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는, 상기 액적 토출 장치에서, 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하 밀도를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 한다.
이들 액정 표시 장치의 제조 장치에 의하면, 액적 토출 장치에 의해 토출되 는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기 또는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하 밀도를 소정 영역마다 변경함으로써, 소정 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하고 있다. 즉, 액적 토출 장치로부터 토출되는 액적의 크기 또는 적하 밀도를 변경하는 것만으로 필요한 양의 배향막 재료를 소정 영역에 정확하게 도포할 수 있다. 그 때문에, 새로운 장치를 도입하여 제조 라인을 개조하지 않고, 균일한 막 두께의 배향막을 용이하게 형성하여 표시 불량을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치는, 상기 액적 토출 장치에서, 상기 기판 위에 상기 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 소정 영역을 주변 영역과 상기 주변 영역으로 둘러싸인 중앙 영역으로 나누어, 상기 중앙 영역에 대하여 적은 양의 상기 배향막 재료를 상기 주변 영역에 도포하는 것을 특징으로 한다.
이 액정 표시 장치의 제조 장치에 의하면, 기판 위의 소정 영역을 주변 영역과 중앙 영역으로 나누어, 중앙 영역에 대하여 도포되는 배향막 재료의 양보다도 적은 양의 배향막 재료를 주변 영역에 도포하고 있기 때문에, 건조 후의 막 두께가 균일한 배향막을 용이하게 형성하여, 표시 불량을 적절히 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다. 이 액정 표시 장치에 의하면, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조되어 있기 때문에, 표시 불량이 적절히 저감된다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 탑재하 는 것을 특징으로 한다. 이 전자 기기에 의하면, 표시 불량이 적절히 저감된 액정 표시 장치를 탑재하고 있기 때문에, 전자 기기의 제조 수율을 향상시킬 수 있는 동시에, 전자 기기의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치(액정 표시 장치 제조 라인)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치 제조 라인(2)은 각 공정에서 각각 사용되는 세정 장치(4), 토출 장치(액적 토출 장치)(6), 건조 장치(8), 소성 장치(10) 및 러빙(rubbing) 장치(12), 각 장치를 접속하는 벨트 컨베이어(belt-conveyor)(BC), 벨트 컨베이어(BC)를 구동시키는 구동 장치(16) 및 액정 표시 장치 제조 라인(2) 전체의 제어를 행하는 제어 장치(14)에 의해 구성되어 있다. 또한, 세정 장치(4), 토출 장치(6), 건조 장치(8), 소성 장치(10) 및 러빙 장치(12)는 벨트 컨베이어(BC)를 따라 소정의 간격에 의해 일렬로 배치되어 있다.
제어 장치(14)는 세정 장치(4), 토출 장치(6), 건조 장치(8), 소성 장치(10), 러빙 장치(12) 및 구동 장치(16)에 접속되어 있다. 구동 장치(16)는 제어 장치(14)로부터의 제어 신호에 의거하여 벨트 컨베이어(BC)를 구동시켜, 액정 표시 장치의 기판(이하 단순히 「기판」이라고 함)을 세정 장치(4), 토출 장치(6), 건조 장치(8), 소성 장치(10) 및 러빙 장치(12)에 반송한다. 세정 장치(4)에서는 기판을 세정하는 처리가 실행되고, 토출 장치(6)에서는 기판 위에 배향막 재료를 도포 하는 처리, 즉, 기판 위에 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 처리가 실행되며, 건조 장치(8)에서는 배향막 재료를 임시 건조시키는 처리가 실행된다. 또한, 소성 장치(10)에서는 건조시킨 배향막 재료를 소성시키는 처리가 실행되고, 러빙 장치(12)에서는 배향막의 러빙 처리가 실행된다. 또한, 건조 장치(8)에서 실행되는 임시 건조 및 소성 장치(10)에서 실행되는 소성 처리가 건조 공정으로서 실행되는 처리에 해당된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액적 토출 장치로서 사용되는 잉크젯식 토출 장치(6)의 구성의 개략을 나타내는 도면이다. 이 토출 장치(6)는 기판 위에 토출물을 토출하는 잉크젯 헤드(22)를 구비하고 있다. 이 잉크젯 헤드(22)는 헤드 본체(24) 및 토출물을 토출하는 다수의 노즐이 형성되어 있는 노즐 형성면(26)을 구비하고 있다. 이 노즐 형성면(26)의 노즐로부터 토출물, 즉, 기판 위에 배향막을 형성하기 위한 배향막 재료를 함유하는 잉크(배향막 재료를 함유하는 액적, 이하 단순히 「배향막 재료」라고 함)가 토출된다. 또한, 토출 장치(6)는 기판을 탑재 배치하는 테이블(28)을 구비하고 있다. 이 테이블(28)은 소정의 방향 예를 들어 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 테이블(28)은 도면 중의 화살표로 나타낸 바와 같이 X축에 따른 방향으로 이동함으로써, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 반송되는 기판을 테이블(28) 위에 탑재 배치하여 토출 장치(6) 내에 수용한다.
또한, 잉크젯 헤드(22)에는 노즐 형성면(26)에 형성되어 있는 노즐로부터 토출되는 토출물인 배향막 재료를 수용하고 있는 탱크(30)가 접속되어 있다. 즉, 탱 크(30)와 잉크젯 헤드(22)는 토출물을 반송하는 토출물 반송관(32)에 의해 접속되어 있다. 또한, 이 토출물 반송관(32)은 토출물 반송관(32)의 유로(流路) 내의 대전(帶電)을 방지하기 위한 토출물 유로부 어스 조인트(joint)(32a)와 헤드부 기포 배제 밸브(32b)를 구비하고 있다. 이 헤드부 기포 배제 밸브(32b)는 후술하는 흡인 캡(40)에 의해 잉크젯 헤드(22) 내의 토출물을 흡인하는 경우에 사용된다. 즉, 흡인 캡(40)에 의해 잉크젯 헤드(22) 내의 토출물을 흡인할 때는, 이 헤드부 기포 배제 밸브(32b)를 폐쇄 상태로 하여, 탱크(30) 측으로부터 토출물이 유입되지 않는 상태로 한다. 그리고, 흡인 캡(40)에 의해 흡인하면, 흡인되는 토출물의 유속(流速)이 상승되어, 잉크젯 헤드(22) 내의 기포가 조속히 배출된다.
또한 토출 장치(6)는 탱크(30) 내에 수용되어 있는 토출물의 수용량, 즉, 탱크(30) 내에 수용되어 있는 배향막 재료의 액면(34a) 높이를 제어하기 위한 액면 제어 센서(36)를 구비하고 있다. 이 액면 제어 센서(36)는 잉크젯 헤드(22)가 구비하는 노즐 형성면(26)의 선단부(26a)와 탱크(30) 내의 액면(34a) 높이의 차 h(이하 수두값이라고 함)를 소정의 범위 내로 유지하는 제어를 행한다. 액면(34a)의 높이를 제어함으로써, 탱크(30) 내의 토출물(34)이 소정 범위 내의 압력으로 잉크젯 헤드(22)에 보내지게 된다. 그리고, 소정 범위 내의 압력으로 토출물(34)을 보냄으로써, 잉크젯 헤드(22)로부터 안정적으로 토출물(34)을 토출할 수 있다.
또한, 잉크젯 헤드(22)의 노즐 형성면(26)에 대향하여 일정 거리를 사이에 두고 잉크젯 헤드(22) 노즐 내의 토출물을 흡인하는 흡인 캡(40)이 배치되어 있다. 이 흡인 캡(40)은 도 2 중에 화살표로 나타낸 Z축에 따른 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있으며, 노즐 형성면(26)에 형성된 복수의 노즐을 둘러싸도록 노즐 형성면(26)에 밀착되어, 노즐 형성면(26)과의 사이에 밀폐 공간을 형성하여 노즐을 외기(外氣)로부터 차단할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 흡인 캡(40)에 의한 잉크젯 헤드(22) 노즐 내의 토출물 흡인은, 잉크젯 헤드(22)가 토출물(34)을 토출하지 않은 상태 예를 들어 잉크젯 헤드(22)가 퇴피(退避) 위치 등에 퇴피하고 있으며, 테이블(28)이 파선(破線)으로 나타낸 위치에 퇴피하고 있을 때에 실행된다.
또한, 이 흡인 캡(40)의 아래쪽에는 유로가 설치되어 있고, 이 유로에는 흡인 밸브(42), 흡인 이상(異常)을 검출하는 흡인압 검출 센서(44) 및 튜브 펌프 등으로 이루어지는 흡인 펌프(46)가 배치되어 있다. 또한, 이 흡인 펌프(46) 등에 의해 흡인되어 유로를 통하여 반송되어 온 토출물(34)은 폐액 탱크(48) 내에 수용된다.
여기서, 액정 표시 장치의 개략에 대해서 설명한다. 도 3은 액정 표시 장치의 단면의 개략을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(50)는 유리나 플라스틱 등으로 이루어지는 사각형 평판 형상의 기판(52)과 기판(54)이 밀봉재 및 스페이서(도시 생략)를 통하여 대향 배치되고, 이 기판(52)과 기판(54) 사이에 STN(Super Twisted Nematic) 액정 등으로 이루어지는 액정(56)이 삽입되어 있다.
기판(52)과 액정(56) 사이에는 기판(52) 측으로부터 차례로 복수의 세그먼트 전극(58) 및 배향막(60)이 형성되어 있다. 세그먼트 전극(58)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 스트라이프 형상으로 형성되어 있고, 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide, 이하 「ITO」로 약기(略記)함) 등의 투명 도전막에 의해 형성되어 있다. 또한, 배향막(60)은 폴리이미드 수지 등에 의해 형성되어 있다.
또한, 기판(54)과 액정(56) 사이에는 기판(54) 측으로부터 차례로 컬러 필터(62), 오버코팅막(66), 공통 전극(68) 및 배향막(70)이 형성되어 있다. 컬러 필터(62)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색소층(62r, 62g, 62b)으로 구성되어 있고, 컬러 필터(62)를 구성하는 각 색소층(62r, 62g, 62b) 사이(경계)에는 수지 블랙이나 광의 반사율이 낮은 크롬(Cr) 등의 금속에 의해 구성되는 블랙 매트릭스(64)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(62)를 구성하는 각 색소층(62r, 62g, 62b)은 기판(52)에 형성되어 있는 세그먼트 전극(58)에 대향하여 배치되어 있다.
또한, 오버코팅막(66)은 각 색소층(62r, 62g, 62b) 사이의 단차(段差)를 평탄화하는 동시에 각 색소층의 표면을 보호하는 것이며, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 실리콘 산화막 등의 무기막에 의해 형성되어 있다. 또한, 공통 전극(68)은 ITO 등의 투명 도전막으로 형성되어 있고, 기판(52)에 형성되어 있는 세그먼트 전극(58)과 직교하는 위치에 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 또한, 배향막(70)은 폴리이미드 수지 등에 의해 형성되어 있다. 따라서, 이하에서는 세그먼트 전극(58)이 형성된 기판(52)이나, 컬러 필터(62), 블랙 매트릭스(64), 오버코팅막(66) 및 공통 전극(68)이 형성된 기판(54)에 대한 배향막의 형성에 대해서 설명한다.
다음으로, 도 4의 플로차트를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 라인에서의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 배향막을 형성하는 기판을 세정한다(스텝 S10). 예를 들어 세그먼트 전극(58)이 형성된 기판(52)을 벨트 컨베이어(BC)에 의해 세정 장치(2)까지 반송한다. 벨트 컨베이어(BC)에 의해 반송된 기판(52)이 세정 장치(2) 내에 수용되고, 알칼리계 세제 및 순수(純水) 등을 사용하여 기판(52)이 세정된 후, 소정의 온도 및 시간 예를 들어 80∼90℃에서 5∼10분간 건조시키는 처리가 실행된다. 또한, 세정 및 건조가 실행된 기판(52)은 벨트 컨베이어(BC)에 의해 토출 장치(6)까지 반송된다.
다음으로, 스텝 S10에서 세정된 기판 위에 배향막 재료를 도포한다(스텝 S11). 즉, 우선, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 토출 장치(6)까지 반송된 기판 예를 들어 기판(52)을 테이블(28)에 탑재 배치하여 토출 장치(6) 내에 수용한다. 토출 장치(6) 내에서는, 탱크(30) 내에 수용되어 있는 배향막 재료를 노즐 형성면(26)의 노즐을 통하여 토출하고, 기판(52) 위에 배향막 재료를 도포한다. 이하, 도면을 참조하여 기판 위에 배향막 재료를 도포하는 처리에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 위의 배향막 재료 도포 영역을 설명하기 위한 도면이다. 기판 위의 배향막 재료 도포 영역은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 중앙부(중앙 영역)(72)와 외주부(주변 영역)(74)로 나뉘어 있다. 여기서, 도 5에서는 기판 위의 배향막 재료 도포 영역에서의 주변 2㎜ 폭의 영역을 외주부로 하고, 이 외주부로 둘러싸인 영역을 중앙부(72)로 한다. 즉, 중앙부(72) 및 외주부(74)를 포함하는 배향막 재료 도포 영역의 전체에 배향막 재료를 균일하게 도포한 경우, 외주부(74)에 형성된 배향막의 막 두께가 중앙부(72)에 형성된 배향막의 막 두께보다도 두꺼워지는 것이 경험적으로 알려져 있다. 한편, 배향막을 동일한 공정, 동일한 조건에서 형성한 경우일지라도, 배향막의 종류, 용제 성분, 용제 성분비에 의해 중앙부에 형성된 배향막의 막 두께보다도 막 두께가 두꺼워지는 영역이나, 중앙부에 형성된 배향막의 막 두께와 외주부에 형성된 배향막의 막 두께의 차가 다르다. 따라서, 상술한 바와 같이, 중앙부에 형성된 배향막의 막 두께에 대하여 막 두께가 두꺼워지는 것이 경험적으로 알려져 있는 영역을 외주부로 한다.
따라서, 토출 장치(6)에서는 중앙부(72)와 외주부(74)에서 노즐 형성면(26)을 통하여 토출되는 배향막 재료의 양을 변경함으로써, 중앙부(72)와 외주부(74)에 도포되는 배향막 재료의 양을 조정한다. 예를 들어 중앙부(72)에 대해서는, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 13.0ng/dot, 적하 피치 66×100㎛로 배향막 재료를 함유하는 잉크를 토출한다. 또한, 외주부(74)의 영역에 대해서는, 예를 들어 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 12.0ng/dot, 적하 피치 66×100㎛로 배향막 재료를 토출한다. 여기서, 토출 장치(6)에서는, 노즐 형성면(26)을 형성하는 노즐 중에서 중앙부(72)에 대하여 배향막 재료를 토출할 때의 구동 파형과 외주부(74)에 대하여 배향막 재료를 토출할 때의 구동 파형을 변경함으로써 토출되는 액적의 크기를 변경하여, 중앙부(72)와 외주부(74)에서 다른 양의 배향막 재료를 토출하고 있다.
또한, 예를 들어 중앙부(72)에 대해서는, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 13.0ng/dot, 적하 피치 66×100㎛로 배향막 재료를 함유하는 잉크를 토출하고, 외주부(74)에 대해서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 13.0ng/dot, 적하 피치 72×100㎛로 배향막 재료를 토출하도록 할 수도 있다. 즉, 토출되는 액적의 크기를 변경하지 않고, 적하 피치를 변경함으로써, 중앙부(72)와 외주부(74)에서 다른 양의 배향 막 재료를 토출하도록 할 수도 있다. 또한, 잉크젯 헤드가 1개인 토출 장치에서 적하 피치를 변경하는 것이 곤란할 경우에는, 복수의 잉크젯 헤드를 구비하는 토출 장치를 사용하여 적하 피치를 변경하도록 할 수도 있다.
중앙부(72)와 외주부(74)에서 다른 양의 배향막 재료가 도포된 기판 예를 들어 기판(52)은, 토출 장치(6)에 있어서, 수평으로 유지된 상태에서 예를 들어 1분간 방치되고, 레벨링이 실행된다. 그 후, 테이블(28)로부터 벨트 컨베이어(BC)로 옮겨져, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 건조 장치(8)로 반송된다.
다음으로, 기판에 도포된 배향막 재료를 임시 건조시키는 처리가 실행된다(스텝 S12). 즉, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 건조 장치(8)까지 반송된 기판 예를 들어 기판(52)을 건조 장치(8) 내에 수용하고, 예를 들어 60∼100℃에서 임시 건조시킨다. 또한, 도포된 배향막 재료의 임시 건조가 실행된 기판(52)은 벨트 컨베이어(BC)로 옮겨져, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 소성 장치(10)로 반송된다.
다음으로, 임시 건조가 실행된 배향막 재료를 소성하는 처리가 실행된다(스텝 S13). 즉, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 소성 장치(10)까지 반송된 기판 예를 들어 기판(52)을 소성 장치(10) 내에 수용하고, 예를 들어 180∼250℃에서 소성한다. 또한, 소성이 실행되어 배향막(예를 들어 배향막(60), 도 3 참조)이 형성된 기판(52)은 벨트 컨베이어(BC)로 옮겨져, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 러빙 장치(12)로 반송된다.
다음으로, 기판 위에 형성된 배향막(60)을 러빙하는 처리가 실행된다(스텝 S14). 즉, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 러빙 장치(12)까지 반송된 기판 예를 들어 기판(52)을 러빙 장치(12) 내에 수용하고, 예를 들어 직물을 사용하여 기판(52) 위에 형성되어 있는 배향막(60)을 문지름으로써 러빙 처리를 실시한다. 또한, 배향막(60)에 러빙 처리가 실시된 후, 기판(52)은 벨트 컨베이어(BC)로 옮겨져, 벨트 컨베이어(BC)에 의해 기판 수용 카세트(도시 생략) 등에 수용된다. 또한, 기판 수용 카세트(도시 생략) 등에 수용된 기판(52)은 조립 장치(도시 생략)에서 컬러 필터(62), 블랙 매트릭스(64), 오버코팅막(66), 공통 전극(68) 및 배향막이 형성된 기판(54)과 접합된다. 그리고, 기판(52)과 기판(54) 사이에 액정이 주입됨으로써, 도 3에 나타낸 바와 같은 액정 표시 장치(50)가 제조된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치를 탑재한 전자 기기에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치를 탑재한 전자 기기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8의 (a)는 액정 표시 장치를 탑재한 휴대 전화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 휴대 전화(100)의 표시 화면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치(101)가 탑재되어 있다. 또한, 도 8의 (b)는 액정 표시 장치를 탑재한 휴대형 정보 단말 처리 장치(예를 들어 휴대형 워드프로세서나, 휴대형 퍼스널 컴퓨터 등)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 정보 처리 장치(110)는 정보 처리 장치 본체(111), 키보드 등에 의해 구성되는 입력부(112), 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치(113)를 구 비하고 있다. 또한, 도 8의 (c)는 액정 표시 장치를 탑재한 시계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 시계(120)의 표시 화면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치(121)가 탑재되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에 의하면, 기판 위의 배향막 재료 도포 영역을 중앙부와 주변부로 나누어, 중앙부와 외주부에서 도포되는 배향막 재료의 양을 변경하고 있다. 즉, 중앙부에 대하여 외주부에 도포되는 배향막 재료의 양을 적게 함으로써, 도포된 배향막 재료의 건조 공정에서 형성되는 배향막의 막 두께를 중앙부와 외주부에서 균일하게 할 수 있다. 그 때문에, 기판 위에 균일한 배향막을 형성할 수 있어, 표시 불량의 발생을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 기판 위의 배향막 재료 도포 영역을 중앙부와 주변부로 나누어, 중앙부에 대하여 외주부에 도포되는 배향막 재료의 양을 적게 함으로써, 도포된 배향막 재료의 건조 공정에서 형성되는 배향막의 막 두께를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 토출 장치를 사용한 경우일지라도, 기판 위에 균일한 배향막을 형성할 수 있어, 표시 불량의 발생을 저감시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에서는, 토출 장치를 사용하여 기판 위에 배향막 재료를 도포하고 있기 때문에, 단시간에 소정 영역에 소정량의 배향막 재료를 정확하고 용이하게 도포할 수 있다. 또한, 소정 영역 에 소정량의 배향막 재료를 도포할 수 있기 때문에, 대면적 기판을 사용한 경우에도, 배향막 재료를 낭비없이 적절히 사용할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 균일한 막 두께의 배향막이 형성되어 있기 때문에, 표시 불량의 발생을 적절히 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따른 전자 기기에 의하면, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시 장치를 탑재하고 있기 때문에, 전자 기기의 제조 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 토출 장치를 사용하고 있기 때문에, 배향막 재료의 사용량을 저감시킬 수 있어, 전자 기기 그 자체의 제조 비용을 저감시킬 수 있고, 전자 기기의 저가격화를 도모할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에서는, 기판 위의 배향막 재료 도포 영역에서의 주변 2㎜의 영역을 외주부로 하고 있지만, 주변 1㎜나 주변 5㎜ 등 임의의 영역을 외주부로 하도록 할 수도 있다. 즉, 배향막 재료의 종류, 용제 성분, 용제 성분비 등에 의거하여 임의로 외주부가 되는 영역을 설정하고, 그 이외의 영역을 중앙부로 하도록 할 수도 있다. 또한, 배향막 재료 도포 영역을 3개 예를 들어 외주부, 중간부, 중앙부의 3개 영역으로 분할하도록 할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 장치에서는, 배향막 재료의 액적 크기를 13.0ng/dot와 12.0ng/dot로 하여 토출하고 있지만, 액적의 크기는 배향막 재료의 종류 등에 따라 임의로 설정하도록 할 수도 있다. 또한, 배향막 재료의 적하 피치도 배향막 재료의 종류 등에 따라 임의로 설정하도록 할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 삽입하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,
    기판 위에 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 배향막 재료 토출 공정과,
    상기 배향막 재료 토출 공정에서 도포된 배향막 재료를 건조시켜 배향막을 형성하는 건조 공정을 갖고,
    상기 배향막 재료 토출 공정에서,
    액적 토출 장치를 사용하여 상기 기판 위의 상기 배향막 재료를 함유하는 액적이 토출되는 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향막 재료 토출 공정에서,
    상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기를 상기 영역마다 변경함으로써, 상기 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향막 재료 토출 공정에서,
    상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하(滴下) 밀도를 상기 영역마다 변경함으로써, 상기 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배향막 재료 토출 공정에서,
    상기 기판 위의 상기 배향막 재료를 함유하는 액적이 토출되는 영역을 주변 영역과 상기 주변 영역으로 둘러싸인 중앙 영역으로 나누어, 상기 중앙 영역에 비하여 적은 양의 상기 배향막 재료를 상기 주변 영역에 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 한 쌍의 기판 사이에 액정층을 삽입하여 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 장치로서,
    기판 위에 도포하는 배향막 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 장치와,
    상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판 위에 도포된 배향막 재료를 건조시켜 배향막을 형성하는 건조 장치를 구비하고,
    상기 액적 토출 장치에 의해 상기 기판 위의 상기 배향막 재료를 함유하는 액적이 토출되는 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치에서,
    상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 크기를 상기 영역마다 변경함으로써, 상기 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치에서,
    상기 기판에 토출하는 배향막 재료를 함유하는 액적의 적하 밀도를 상기 영역마다 변경함으로써, 상기 영역마다 다른 양의 배향막 재료를 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치에서,
    상기 기판 위의 상기 배향막 재료를 함유하는 액적이 토출되는 영역을 주변 영역과 상기 주변 영역으로 둘러싸인 중앙 영역으로 나누어, 상기 중앙 영역에 비하여 적은 양의 상기 배향막 재료를 상기 주변 영역에 도포하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
  9. 제 1 항에 기재된 액정 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 기재된 액정 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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