KR20020056711A - 액정표시소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 컬러필터 패턴과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스와, 액정 셀에 전압인가를 위한 공통 전극으로 구성된 컬러필터 기판에 있어서, 상기 공통 전극 상부에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막상에 러빙 공정을 수행하는 단계; 및 상기 러빙 공정이 수행된 결과물의 블랙 메트릭스 상부에 셀 갭 유지 역할을 하는 지주 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다. 이에의해, 액정 셀 갭을 안정적으로 유지할 수 있다.

Description

액정표시소자의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING LCD}

본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 액정표시 소자의 칼라필터 기판 형성방법에 관한 것이다.

현재 일반적인 LCD(Liquid Crystal Display) 패널 제작 공정중에 상하 유리기판의 간격을 유지하기 위하여 플라스틱이나 실리카 계통으로 제작된 스페이서(spacer)라는 수 ㎛이 자재를 두 유리기판의 사이에 산포한다. 그러나, 두 유리기판에 스페이서를 산포함으로써 발생하는 산포불량에 따른 패널상의 셀 갭(cell gap)의 불균형, 스페이서 주변의 빛샘 현상에 따른 휘도 저하, 스페이서 긁힘에 의한 배향막 표면 손상에 따른 액정배향의 불균일 및 진동에 의한 스페이서의 유동 등의 문제점등이 발생한다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 최근에 칼라필터 제조업체에서는 칼라필터 제작공정의 맨 마지막에 포토 레지스트 공정을 추가하여 지주 스페이서를 형성함으로써 위의 문제점을 극복하려 하고 있고, 몇 LCD 패널 업체에서는 실질적으로 지주 스페이서 칼라필터를 사용한 패널 제작을 개발, 완료한 곳도 있다.

도 1a 내지 도 1d는 현재까지의 알려진 일반적인 지주 스페이서 칼라필터 제조공정을 도시한 것이다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와같이, 컬러필터 기판(10)은 색상을 구현하는 컬러필터 패턴(R.G.B)과 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스(12, Black Matrix), 그리고 액정 셀에 전압인가를 위한 공통 전극(14), 예컨대, ITO(Indium Thin Oxide)막으로 구성되어 있다.

상기 블랙 메트릭스는 일반적으로 컬러필터 패턴인 RGB 패턴 사이에 위치하며 픽셀전극이 형성되지 않은 부분과 픽셀전극 주변부에 형성되는 리버스 틸트 도메인(Reverse Tilted Domain)을 차폐시키는 목적으로 설치한다.

그 다음, 도 1b에 도시된 바와같이, 상기 공통전극(14) 상부에 포토 레지스트막(16)을 증착한다. 이어서 상기 블랙 메트릭스 상부에만 상기 포토 레지스트막(16)이 형성되도록 노광공정을 수행한다. 이 때, 상기 포토 레지스트막(16)은 얇은 폭의 지주 스페이서를 형성하기 위하여 해상도가 우수한 UV(ultra violet)광원을 이용하여 노광공정을 수행한다.

그 다음, 도 1c에 도시된 바와같이, 상기 포토 레지스트막(16)을 현상하여 셀 갭을 유지하는 역할을 수행하는 지주 스페이서(18)를 형성한다.

이후, 도면에는 도시하지 않았지만, 후속 공정 예컨대, 배향막 도포 및 러빙공정을 수행하여 컬러필터를 형성한다.

그러나, 종래 기술에 따른 액정표시소자의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 지주 스페이서(18)를 형성한 다음, 후속 공정인 배향막을 도포하고 러빙공정을 수행할 때, 상기 지주 스페이서에 의한 불량이 많이 발생한다. 즉, 러빙 공정 진행시 상기 지주 스페이서(18)의 단차에 의한 러빙 스크래치 및 불 균일 영역이 발생하게 된다.

또한, 러빙 공정시 러빙 롤러에 의한 지주 스페이서의 깨짐 현상이나 떨어져 나감 현상이 발생하게 된다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 배향막 도포 및 러빙 공정을 수행한 후 지주 스페이서를 형성하여 지주 스페이서에 의한 불량을 억제할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

20 : 컬러필터 기판

22 : 블랙 메트릭스

30 : 컬러필터 패턴

31 : 공통전극

40 : 배향막

50 : 포토 레지스트막

100 : 지주 스페이서

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컬러필터 패턴과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스와, 액정 셀에 전압인가를 위한 공통 전극으로 구성된 컬러필터 기판에 있어서, 상기 공통 전극 상부에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막상에 러빙 공정을 수행하는 단계; 및 상기 러빙 공정이 수행된 결과물의 블랙 메트릭스 상부에 셀 갭 유지 역할을 하는 지주 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 컬러필터 패턴과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스로 구성된 컬러필터 기판에 있어서, 상기 컬러필터 기판상에 오버코트(over coat)막을 형성하는 단계; 상기 오버코트막 상부에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막상에 러빙 공정을 수행하는 단계; 및 상기 러빙 공정이 수행된 후의 블랙 메트릭스 상에 있는 배향막 상부에 셀 갭 유지 역할을 하는 지주 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 제조공정도이다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와같이, 컬러필터 기판(20)상에 컬러필터 패턴의 셀사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스(22, Black Matrix)를 형성한다.

상기 블랙 메트릭스(22)는 통상적으로 후속 형성되는 컬러필터의 R.G.B패턴 사이에 위치하며 하부 기판에 형성되는 픽셀 전극이 형성되지 않은 부분과 픽셀 전극 주변부엥 형성되는 리버스 틸트 도메인(reverse tilted domain)을 차폐시키는 목적으로 설치된다. 이 때, 상기 블랙 메트릭스(22)의 재질로는 크롬 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계통의 유기 재료가 사용된다.

그 다음, 상기 블랙 메트릭스(22) 양측면에 안료 분산법에 의한 컬러필터 패턴(30 : R.G.B)을 형성한다. 상기 컬러필터 패턴(30)은 포토 공정 기술을 이용하여 형성하며, 이 때, 상기 포토 레지스트막을 컬러 레지스트막을 이용한다. 통상적으로 컬러필터 패턴(30)은 동일 마스크를 사용하여 쉬프트시켜 형성한다.

그 다음, 상기 단계까지의 결과물 상에 하부의 TFT 기판에 형성되는 픽셀 전극과 함께 액정 셀을 동작시키기 위한 공통 전극(31)을 형성한다. 이 때, 상기 공통전극은 투과성과 도전성이 좋으며 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료인 ITO(Indium Thin Oxide)를 스퍼터링에 의하여 증착한다.

그 다음, 도 2b에 도시한 바와같이, 상기 공통전극(30) 상부에 배향막(40)을 도포한다. 상기 배향막(40)은 폴리이미드(polyimide)로 구성된 얇은 유기 막으로 액정을 배향하기 위하여 형성된다. 그 다음 상기 배향막(40)상에 액정분자들을 정렬하기 위해 러빙공정을 수행한다.

그 다음, 도 2c에 도시한 바와같이, 상기 러빙 공정이 수행된 배향막(40a) 상부에 포토 레지스트막(50)을 증착한다. 이어서 상기 블랙 메트릭스 상부에만 상기 포토 레지스트막(50)이 형성되도록 포토 마스크를 이용하여 노광공정을 수행한다. 이 때, 상기 포토 레지스트막(50)은 얇은 폭의 지주 스페이서를 형성하기 위하여 해상도가 우수한 UV(ultra violet)광원을 이용하여 노광공정을 수행한다.

그 다음, 도 2d에 도시된 바와같이, 상기 포토 레지스트막(50)을 현상하여 셀 갭을 유지하는 역할을 수행하는 지주 스페이서(100)를 형성한다.

상술한 실시예에서는 컬러필터 패턴(20)과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스(22)와, 액정 셀에 전압인가를 위한 공통 전극(31)으로 구성된 컬러필터 기판, 즉 TN 모드를 실시예로 설명하였지만, 상기 공통전극 대신 오버코트(Overcoat)막을 형성함으로써 IPS 모드 또는 FFS 모드에서의 컬러필터상에 지주 스페이서(100)을 형성할 수 있다.

상기한 바와같은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

상기 지주 스페이서 공정 전, 배향막 도포와 러빙 공정을 먼지 수행함으로써 종래의 배향막 코팅 불량 발생, 지주 스페이서의 떨어져 나감 현상, 러빙 공정 진행시 발생하는 러빈 스크래치 및 불균일 영역 발생을 방지할 수 있다.

이에, 수율의 향상 및 패널의 대형화로 감으로써 발생하는 패널의 일정한 갭 유지의 어려움을 극복할 수 있을 것으로 기대된다. 아울러, 대형 사이즈의 컬러필터의 단가가 고가인 것을 감안하면 공정상의 불량률을 감소시켜 경제적으로 많은 이익일 있을 것으로 기대된다.

한편, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다,

Claims (7)

1. 컬러필터 패턴과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 메트릭스와, 액정 셀에 전압인가를 위한 공통 전극으로 구성된 컬러필터 기판에 있어서,

   상기 공통 전극 상부에 배향막을 형성하는 단계;

   상기 배향막상에 러빙 공정을 수행하는 단계; 및

   상기 러빙 공정이 수행된 결과물의 블랙 메트릭스 상부에 셀 갭 유지 역할을 하는 지주 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지주 스페이서는 포토레지스트막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 지주 스페이서는 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
4. 컬러필터 패턴과, 상기 컬러필터 패턴 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는블랙 메트릭스로 구성된 컬러필터 기판에 있어서,

   상기 컬러필터 기판상에 오버코트(over coat)막을 형성하는 단계;

   상기 오버코트막 상부에 배향막을 형성하는 단계;

   상기 배향막상에 러빙 공정을 수행하는 단계; 및

   상기 러빙 공정이 수행된 후의 블랙 메트릭스 상에 있는 배향막 상부에 셀 갭 유지 역할을 하는 지주 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 오버코트막은 아크릴계 물질막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 지주 스페이서는 포토레지스트막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 지주 스페이서는 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.