KR100954968B1 - Screen of ion beam apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치의 배향 공정을 위한 이온빔 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공 챔버 내에서 배향막이 도포된 기판의 전면에 배치되어 미리 설정된 경사각의 이온빔이 상기 기판의 개구된 영역에만 도달하도록 하는 이온빔 장치의 차단막에 관한 것이다. 상기 차단막은, 상기 기판과의 충돌로 배향막의 배향을 이룬 후 방향이 전환되어 진행하는 이온을 흡수하도록 상기 기판에 대향하는 표면이 이온빔 가스를 흡착할 수 있는 가스 흡착성 소재로 코팅되거나, 가스 흡착성 소재로 제조된다. The present invention relates to an ion beam apparatus for an alignment process of a liquid crystal display device, and more particularly, to be disposed on a front surface of a substrate on which an alignment layer is applied in a vacuum chamber so that an ion beam having a predetermined inclination angle reaches only an opened region of the substrate. The blocking film of the ion beam apparatus. The blocking film is coated with a gas adsorbent material capable of adsorbing ion beam gas on the surface opposite the substrate to absorb ions which are changed in direction after the alignment of the alignment film due to the collision with the substrate, and proceeds. Is manufactured.
차단막, 액정, 배향, 가스 흡착 Barrier film, liquid crystal, alignment, gas adsorption
Description
본 발명은 액정 표시 장치의 배향 공정에서 사용되는, 이온빔 장치의 차단막에 관한 것이다. The present invention relates to a blocking film of an ion beam device used in an alignment step of a liquid crystal display device.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형 및 저소비 전력 등의 특성을 갖는 것으로 인해 CRT(Cathode Ray Tube: CRT)를 대신하여 각종 정보 기기의 단말기 또는 비디오 기기 등에 사용되고 있다. 특히 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 액정 표시 장치는 CRT에 필적할만한 표시화면의 고화질화 및 대형화를 실현하였기에, 노트북 PC, 데스크 탑형 모니터뿐만 아니라 TV용 화면표시장치로 그 사용범위가 널리 확대되고 있다. Liquid crystal displays are used in terminals or video devices of various information devices in place of the CRT (Cathode Ray Tube) due to their characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption. In particular, the thin film transistor liquid crystal display device realizes high quality and large size display screen comparable to a CRT, and thus the use range of the display device for a TV as well as a notebook PC and a desktop monitor has been widely expanded.
이러한 박막 트랜지스터 액정표시장치는 전형적으로 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 하부기판과 컬러필터 및 상대전극이 형성된 상부기판이 다수의 액정분자들로 구성된 액정층의 개재하에 합착된 구조를 가지며, 또한 상기 하부기판과 액정층 사이 및 액정층과 상부기판 사이 각각에 배향막이 설치되고, 상기 하부기판 과 상부기판의 외측면 각각에 편광판이 부착된다. Such a thin film transistor liquid crystal display typically has a structure in which a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed, and an upper substrate on which a color filter and a counter electrode are formed are bonded to each other under a liquid crystal layer composed of a plurality of liquid crystal molecules. An alignment layer is provided between each of the substrate and the liquid crystal layer and between the liquid crystal layer and the upper substrate, and a polarizing plate is attached to each of the outer side surfaces of the lower substrate and the upper substrate.
상기 배향막은 전계 인가전 액정분자들의 초기 배열 방향을 결정하기 위해 설치되는 것으로 통상 유기 고분자막을 도포한 후, 이를 기계적으로 러빙하는 방법으로 형성한다. 러빙 공정은 배향막의 배향 처리가 용이하여 대량생산에 적합할 뿐만 아니라 안정된 배향을 할 수 있는 장점이 있다. The alignment layer is formed to determine the initial alignment direction of the liquid crystal molecules before the electric field application, and is usually formed by applying an organic polymer film and then mechanically rubbing them. The rubbing process has an advantage that the alignment process of the alignment film is easy to be suitable for mass production as well as stable alignment.
그러나 러빙 공정은 러빙포를 배향막에 직접 접촉시키는 공정이므로 러빙포 이물에 의한 이물성 불량, 정전기 불량 등 많은 불량을 야기할 수 있다. However, since the rubbing process is a process of directly contacting the rubbing cloth with the alignment layer, it may cause a large number of defects such as foreign matter defects and static electricity defects caused by foreign matters.
이 때문에, 배향막의 배향을 비접촉식으로 하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 배향막의 배향을 비접촉식으로 하는 방법의 대표적인 예로 이온빔을 조사하여 배향막을 배향하는 방법이 있다. For this reason, research on the method of making the orientation of an orientation film into a non-contact type is actively going on. As a representative example of the method of making the alignment of the alignment film non-contact, there is a method of aligning the alignment film by irradiating an ion beam.
도 1 은 종래의 배향막이 도포된 액정 표시 장치용 기판의 표면에 이온빔을 조사하는 공정을 설명하는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the process of irradiating an ion beam to the surface of the liquid crystal display substrate for which the conventional alignment film was apply | coated.
진공으로 배기되는 진공 챔버(1) 일측으로 기판(5)에 이온빔을 조사하는 이온빔 소스(2)가 배치된다. 이온빔 소스(2)는 이온 소스 예컨대 아르곤 가스를 공급하는 아르곤 가스 공급부(미도시)와 연결되어 있으며 이온 빔의 에너지와 전류 밀도를 조절하는 전원부(미도시)에 연결되어 제어된다. 이온빔 소스(2)는 그리드(3)를 구비하여 이온빔이 일정한 방향으로 발산될 수 있도록 한다. An
상기 진공 챔버(1) 내에 이온빔 소스와 이격되어 배향 공정이 진행될 해당 기판(5)이 배치되며 기판에는 무기물 또는 유기물의 배향막 소재(6)가 도포된다. 그리고 기판 상에는 개구(8)가 형성된 차단막(7)이 배치된다. The
이온빔은 액정 표시 장치의 모드에 따라 적절한 각도로 조사되는 데, 기판에 대한 이온빔의 조사 각도는 기판(5)을 지지하는 기판 홀더(미도시)의 경사각을 조절하거나 이온 소스의 회전축(미도시) 등을 이용하여 경사각을 조절함으로써 조절된다. The ion beam is irradiated at an appropriate angle according to the mode of the liquid crystal display device, and the irradiation angle of the ion beam to the substrate adjusts the inclination angle of the substrate holder (not shown) supporting the
그러나 이온빔 소스(2)와 기판(5)은 이격 배치되어 있고 이온빔 소스(2)에 의해 방출되는 이온 빔은 기판(5)에 대해 소정의 각도로 경사져 있어서 차단막(7)의 개구(8)의 일단부와 개구(8)의 타단부로 이르는 이온빔 조사거리가 일정하지 않으며, 이온빔 소스(2)로부터 방출된 이온 빔은 이온간의 충돌 또는 상호 작용과 입자의 확산작용으로 인하여 이온빔 조사 영역의 최외측 영역에서는 이온빔이 직진성이 유지되지 않거나 균일하지 않은 경향이 있다. 따라서 이온빔 조사 영역 중 균일한 이온빔 영역을 빔 유효영역으로 하여 균일하지 않은 이온빔은 차단하고 빔 유효영역 내의 이온빔 만이 기판에 도달하도록 차단막의 개구 크기가 설정된다. However, the
그런데 이와 같은 종래의 이온빔에 의한 액정 배향 공정에서, 균일한 이온빔 조사를 위해 사용되는 차단막에 의해 기판에 이온빔이 2차 충돌하여 불균일한 배향을 일으키는 경우가 발생하고 있다. By the way, in the conventional liquid crystal alignment process by an ion beam, the ion beam collides with a board | substrate secondly by the blocking film used for uniform ion beam irradiation, and a nonuniform orientation has arisen.
즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 차단막(7)의 개구(8)를 통해 진행한 이온빔이 기판과 1차 충돌(A)한 후 차단막으로 진행하고 차단막과 충돌 후 다시 기판을 향해 진행함으로써 기판과 2차 충돌(B)함으로써 원하지 않는 배향이 일어나는 현상이 발생하고 있다. That is, as shown in FIG. 2, the ion beam propagated through the
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 3 에 도시된 바와 같이 차단막의 일부를 소정의 각도로 경사지게 구성하여 차단막(7)의 개구(8)을 통해 진행한 이온빔이 기판과 1차 충돌(A')한 후 차단막과 충돌하지 않도록(B') 하는 방법이 사용되고 있으나, 이온빔에 의한 배향 공정이 진공 챔버 내에서 이루어짐을 고려할 때 차단막의 경사각을 조절하기가 어려울 뿐만 아니라 차단막 설계에 따른 부담이 증가되는 문제점을 발생시키고 있다. 또한, 일반적으로 차단막은 Mo 또는 고경도 carbon 으로 이루어진 차단막을 사용하는 데, 이러한 재료는 이온빔이 충돌하였을 경우 이온빔에 의해 스퍼터링 되어 기판을 오염시키는 문제점을 발생시킬 수 있다. In order to solve this problem, as shown in FIG. 3, a portion of the blocking film is inclined at a predetermined angle so that the ion beam traveling through the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이온빔을 이용한 배향 공정에서 기판과의 1차 충돌 후 방향이 전환되어 진행하는 이온을 흡착함으로써 2차 충돌에 의해 기판에 원하지 않는 배향이 일어나는 것을 방지할 수 있는 이온빔 장치의 차단막을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and in the alignment process using the ion beam to prevent the unwanted orientation occurs on the substrate by the secondary collision by adsorbing the ions that proceed by the direction change after the first collision with the substrate. It is an object of the present invention to provide a barrier film for an ion beam device.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 진공 챔버 내에서 배향막이 도포된 기판의 전면에 배치되어 미리 설정된 경사각의 이온빔이 상기 기판의 개구된 영역에만 조사되도록 하는 차단막에 있어서, 상기 차단막은, 상기 기판과의 충돌로 배향막의 배향을 이룬 후 방향이 전환되어 진행하는 이온을 흡수하도록 상기 기판에 대향하는 표면이 이온빔 가스를 흡착할 수 있는 가스 흡착성 소재로 코팅되거나, 가스 흡착성 소재로 제조되는 이온빔 장치의 차단막을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a blocking film which is disposed on a front surface of a substrate on which an alignment film is applied in a vacuum chamber so that an ion beam having a predetermined inclination angle is irradiated only to an open area of the substrate. The surface facing the substrate is coated with a gas adsorbent material capable of adsorbing ion beam gas, or made of a gas adsorbent material so as to absorb the ions moving after the orientation film is aligned by the collision with the alignment film. Provide a barrier.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가스 흡착성 소재는 활성 알루미나 또는 실리카겔을 포함한다. According to an embodiment of the invention, the gas adsorbent material comprises activated alumina or silica gel.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가스 흡착성 소재는 활성탄을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the gas absorbent material includes activated carbon.
본 발명에 따르면 이온빔을 이용한 액정 표시 장치의 배향 공정에서 기판과 이온빔의 2차 충돌이 일어나는 것을 방지하고, 이온빔에 의한 차단막의 스퍼터링 현상을 방지하여 기판의 오염을 제거함으로써, 더 나은 화면 품위를 가질 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있게 된다. According to the present invention, by preventing secondary collision between the substrate and the ion beam in the alignment process of the liquid crystal display device using the ion beam, and preventing the sputtering phenomenon of the blocking film caused by the ion beam to remove the contamination of the substrate, to have a better screen quality It is possible to provide a liquid crystal display device.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향 공정을 위한 이온빔 장치의 차단막을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 는 도 4 의 부분 확대도이다.FIG. 4 is a view for explaining a blocking film of an ion beam device for an alignment process of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 배향 공정을 위한 이온빔 장치의 차단막은, 진공 챔버(10) 내에서 베어 상태의 배향막(35)이 도포된 기판(30)에 대하여 미리 설정된 경사각으로 이온빔이 조사되어 배향이 이루어지는 액정 표시 장치의 배향 공정에 제공되며, 기판(30)의 전면에 배치되어 개구(42) 영역으로 조사되는 이온빔만이 상기 기판(30)에 도달할 수 있도록 제공된다. 또한, 상기 차단막은 상기 기판과의 충돌로 배향막의 배향을 이룬 후 방향이 전환되어 진행하는 이온을 흡수하도록 제공된다. Referring to the drawings, the blocking film of the ion beam device for the alignment process of the liquid crystal display device according to the present invention has a predetermined inclination angle with respect to the
도 4 및 도 5 에 도시된 실시예에 의하면, 차단막(40)의 표면에는 가스 흡착성 소재로 코팅되어 가스 이온을 흡착할 수 있는 가스 흡착막(45)이 형성된다. 가스 흡착막(45)은 차단막의 양측 표면 모두에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 기판(40)에 대향하는 표면에만 형성될 수 있다. 4 and 5, a
가스 흡착막(45)을 이루는 가스 흡착성 소재는 활성 알루미나 또는 실리카겔 을 포함한다. 또한 본 발명에 따른 차단막(40)은 가스 흡착막(45)의 소재로서 활성탄을 포함한다. 활성탄은 섬유 및 코팅재의 형태로 널리 사용되고 있으며 상당히 높은 경도를 가지기 때문에 1mm 이하의 두께로 제조되는 것이 가능하다.The gas adsorbent material constituting the
이와 같이 차단막(40)의 표면에 가스 흡착막(45)이 형성된 경우 차단막 개구(42)를 통과한 이온빔이 기판 상의 배향막(35)에 충돌하여 액정 배향을 이룬 후 방향이 전환되어 차단막 쪽으로 진행하는 경우, 가스 이온이 차단막(40) 표면과 충돌하여 가스 흡착막(45)에 흡착하게 된다. 즉, 차단막(40)과의 충돌 후 방향이 전환되어 기판을 향해 다시 진행하는 것을 막을 수 있게 된다. 따라서 이온과 기판 사이에는 1차 충돌(A)만이 존재하며 차단막(40)과의 충돌 후 방향이 전환되어 진행하여 온 이온과의 2차 충돌에 의하여 재배향이 이루어지는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. As such, when the
또한, 본 발명에 의하면 이온빔 즉, 가스 이온이 차단막에 의해 흡착됨으로써, 이온빔 의한 차단막의 스퍼터링 현상을 방지할 수 있다. 이로 인해 기판의 오염없이 더 나은 화면 품위를 가질 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있게 된다. Further, according to the present invention, the ion beam, that is, gas ions are adsorbed by the blocking film, thereby preventing the sputtering phenomenon of the blocking film by the ion beam. This makes it possible to provide a liquid crystal display device having a better screen quality without contamination of the substrate.
도 4 및 도 5 에 도시된 발명의 다른 실시예로서, 차단막(40) 자체가 가스 흡착성 소재로 형성될 수 있다. 가스 흡착성 소재는 이온 흡착성이 있는 것으로 알려진 활성 알루미나 또는 실리카겔 또는 활성탄을 포함한다. As another embodiment of the invention shown in Figures 4 and 5, the blocking
차단막 자체가 가스 흡착성 소재로 형성된 경우에도 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 기판과의 충돌후 방향이 전환되어 진행된 가스 이온이 차단막에 의해 흡착되기 때문에 가스 이온과 기판과의 2차 충돌을 방지할 수 있게 되며, 이온빔에 의한 차단막의 스퍼터링 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있게 된다. Even when the blocking film itself is formed of a gas adsorbent material, as shown in FIGS. 4 and 5, since the gas ions are shifted after the collision with the substrate and the advanced gas ions are adsorbed by the blocking film, secondary collision between the gas ions and the substrate is prevented. It is possible to prevent, and it is possible to prevent the sputtering phenomenon of the blocking film caused by the ion beam.
특히, 가스 흡착성 소재로서의 활성탄은 다공성 구조로서 가스 이온을 흡착하게 되며, 고온으로 가열시에 흡착된 이온들이 분리되기 때문에, 흡착된 가스 이온을 탈기하여 재사용하는 것이 가능하다. 따라서 차단막의 수명이 증가되므로 경제적인 장점이 있다. In particular, activated carbon as a gas adsorbent material adsorbs gas ions as a porous structure, and the adsorbed ions are separated when heated to a high temperature, so that the adsorbed gas ions can be degassed and reused. Therefore, there is an economic advantage because the life of the barrier film is increased.
본 발명을 이용한 액정 표시 장치의 배향 공정은 종래의 방법과 동일하므로 설명을 생략한다. Since the alignment process of the liquid crystal display device using this invention is the same as that of a conventional method, it abbreviate | omits description.
이상에서 본 발명을 실시예를 참조하여 설명하였다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어 지는 것으로서, 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 발명의 기술범위 또는 보호범위는 실시예에 의해 한정되지 않고 오직 첨부된 청구범위에 의해서만 정의된다. The present invention has been described above with reference to Examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the embodiments may be modified in various other forms. The technical scope or protection scope of the present invention is not limited to the examples but only defined by the appended claims.
도 1 은 종래의 일 예에 따른 이온빔을 이용한 액정 표시 장치의 배향 공정을 설명하는 도면이다. 1 is a view illustrating an alignment process of a liquid crystal display using an ion beam according to a conventional example.
도 2 는 종래의 배향 공정에서 이온빔의 충돌 경로를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining a collision path of the ion beam in a conventional alignment process.
도 3 은 종래의 다른 예에 따른 이온빔을 이용한 액정 표시 장치의 배향 공정을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining an alignment process of a liquid crystal display using an ion beam according to another conventional example.
도 4 은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배향 공정을 위한 이온빔 장치의 차단막을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram for describing a blocking film of an ion beam apparatus for an alignment process of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5 는 도 4 의 부분 확대도이다. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4.
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