KR20060131251A - 배향막 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

배향막 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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KR20060131251A
KR20060131251A KR1020050051536A KR20050051536A KR20060131251A KR 20060131251 A KR20060131251 A KR 20060131251A KR 1020050051536 A KR1020050051536 A KR 1020050051536A KR 20050051536 A KR20050051536 A KR 20050051536A KR 20060131251 A KR20060131251 A KR 20060131251A
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계명하
이창훈
허일국
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 배향막 형성방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 기판상에 경사면을 갖는 돌출부를 형성한 후, 상기 기판과 돌출부를 덮는 배향막을 형성한다. 상기 배향막은 러빙 공정을 통하여 배향성을 갖는데, 상기 돌출부로 인하여 돌출부가 형성된 영역과 형성되지 않은 영역간에 상이한 배향성을 갖는 다중 도메인이 형성된다. 위와 같은 도메인의 수가 증가할수록 도메인간에 상호 보상하여 액정의 시야각이 증가하는데, 본 발명은 돌출부를 이용하여 한 번의 러빙 공정만으로 멀티 도메인을 형성할 수 있다. 특히 본 발명은, 상기 배향막으로 러빙 방향에 대해 수직한 방향으로 배향되는 폴리스티렌막을 사용하여, 상기 돌출부의 경사면을 타고 러빙하는 대신 이에 수직한 방향으로 러빙할 수 있어 기판상의 전 영역에 걸쳐 균일한 강도로 러빙이 진행될 수 있다.
액정, 배향막, 러빙, 도메인

Description

배향막 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치{Method for Forming Alignment Film and Liquid Crystal Display Using the Same}
도 1은 전형적인 액정표시장치의 개략적인 단면도,
도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 의한 배향막 형성과정을 나타내는 공정 단면도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 사시도이다.
♧도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♧
110 -- 기판 120 -- 투명도전막
130 -- 배향막 140 -- 액정
150 -- 롤러 200 -- 돌출부
본 발명은 배향막 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로, 보 다 상세하게는 멀티 도메인이 형성되는 배향막 형성방법과 상기 방법으로 제조되는 배향막을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 노트북 컴퓨터나 핸드폰과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 증가함에 따라서 두께가 두껍지 않고 가벼운 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)에 대한 요구가 증대되고 있다. 상기 평판표시장치 중 특히 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)는, 동일한 화면 크기를 갖는 다른 표시장치에 비하여 무게가 가볍고 부피가 작으며 작은 전력으로 동작하여 최근 널리 보급되고 있다.
도 1은 전형적인 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치는 상부기판(11)과 하부기판(12) 및 상기 상부기판(11)과 하부기판(12) 사이에 주입되는 액정(40)을 포함한다. 상기 상부기판(11)과 하부기판(12)상에는 전압이 인가될 수 있도록 전극이 형성된다. 상기 전극은 통상 산화주석인듐(Indium Tim Oxide)이나 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide) 재질의 투명도전막(20)으로 형성되며, 상기 전극에 상이한 전압을 인가하여 상기 액정(40)에 전계를 가하게 된다. 여기서 상기 상부기판(11)상의 투명도전막(21)은 공통전극으로 레퍼런스 전압이 인가되고, 상기 하부기판(12)상의 투명도전막(22)은 각 화소별로 분리되어 형성되는 화소전극으로 출력 영상 정보에 따른 데이터 전압이 인가된다. 상기 액정(40)은 액체와 결정의 중간 상태 물질로서, 전계에 따라 배열 상태가 변경되고 빛에 대한 투과도가 변하게 된다. 따라서 액정표시장치는 입력되는 전기 신호에 따라 상기 공통전극과 화소전극에 전압을 인가하여 액정(40)의 배열 상태를 변화시킴으로써 영상을 전달하게 된다.
상기 상하부기판(10)의 투명도전막(20)상에는 각각 상부배향막(31)과 하부배향막(32)이 형성된다. 상기 배향막(30)은, 액정(40)에 전계를 가하기 전에 상기 상부기판(11)과 하부기판(12)에 인접하는 액정(40) 분자를 규칙적으로 배열하는 역할을 수행한다. 상기 배향막(30)은 폴리이미드 계열의 유기막을 코팅한 후 그 표면을 천으로 문지르는 러빙 과정을 거쳐서 형성된다. 상기 배향막(30)은 액정(40)과 유기적으로 결합하는 사이드 체인을 구비하며, 통상적으로 액정(40)은 상기 사이드 체인에 따라 기판(10)에 대해 선경사각(pre-tilt)을 갖고 경사지게 배열된다. 그런데 상기 배향막(30)의 사이드 체인은 방향성이 없이 불규칙적이며 이들이 규칙적인 배향 특성을 갖도록 하기 위해 러빙 과정을 필요로 한다.
이하 상기 러빙 과정을 통한 배향막 형성방법에 대해 도면을 참조하여 부연한다.
도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 의한 배향막 형성방법을 나타내는 공정 단면도로, 특히 이중 도메인을 갖는 배향막 형성방법을 도시한 것이다. 여기서 도메인이란 액정이 배향막에 대해서 경사지는 방향에 있어서, 동일한 방향으로 경사진 액정으로 이루어진 영역을 의미한다. 또한 멀티 도메인이란 액정의 경사 방향이 상이한 영역들이 다수인 경우를 의미한다. 일반적으로 멀티 도메인은 액정표시장치의 시야각이 좁은 단점을 극복하기 위한 것이다. 즉, 액정의 굴절률 이방성으로 인해 액정표시장치에서는 시청자가 보는 방향에 따라 영상이 왜곡되거나 반전될 수 있는데, 멀티 도메인을 형성하여 액정을 상호 대칭적인 상이한 방향으로 배열하면 각 도메인에서 시야각 특성이 상호 보상되도록 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 도메인이 2개인 이중 도메인 배향막을 형성하는 과정을 도시한 것이며, 상기 도면에 도시된 방법을 응용하여 2개 이상의 멀티 도메인을 형성할 수도 있다.
도 2a를 참조하면, 기판(10)상에 투명도전막(20) 및 배향막(30)이 형성된 상태에서, 상기 기판(10)의 표면에 일방향으로 롤러(50)를 회전시킨다. 상기 롤러(50)의 표면에는 러빙천(51)이 감겨 있으며, 상기 롤러(50)가 회전하면서 기판(10)상의 배향막(30)을 일방향으로 문지르게 된다. 상기 러빙 과정을 통하여, 기판(10)상의 배향막(30)은 규칙적으로 배향되며, 후속 공정에서 액정이 주입되는 경우 상기 배향막(30)에 인접하는 액정은 일정한 선경사각을 갖고 경사지게 배열된다.
도 2b를 참조하면, 상기 배향막(30)상에 포토레지스트(60)를 도포한 후, 상기 포토레지스트(60)의 소정 영역만을 노광하여 제거한다. 이 때 상기 노광된 부분의 배향막(30)은 외부로 노출되며, 노광되지 않은 부분의 배향막(30)은 포토레지스트(60)에 의해 외부로 노출되지 않는다.
도 2c를 참조하면, 기판(10)에 대한 두번째 러빙을 진행하되 러빙 방향은 첫번째 러빙 방향과 반대로 한다. 이 때 상기 포토레지스트(60)가 제거되어 노출된 영역의 배향막(30)에 대해서만 실질적인 러빙이 이루어지며, 러빙 방향이 반대이므로 상기 노출된 부분의 배향막(30)은 첫번째 러빙과는 대칭적으로 배향 처리 된다.
도 2d를 참조하면, 상기 잔류 포토레지스트(60)를 제거한다. 도 2d에 점선으로 표시한 것은, 후속 공정이 진행된 경우 기판(10)상에 배열되는 액정(40)의 경사진 상태를 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 기판(10)상의 액정(40)의 상 호 대칭적인 이방향으로 경사지게 형성되며, 각 액정(40)의 경사 방향에 따라 이중 도메인을 형성하게 된다.
위와 같은 도메인은, 액정의 시야각 문제를 해소하기 위해서는 복수의 도메인이 형성됨이 유리하다. 그러나 도 2a 내지 도 2d에 도시된 종래 공정에 따르면, 도메인의 수만큼의 복수의 러빙 과정이 필요하여 지나치게 절차가 복잡하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 1회의 러빙 공정만으로도 멀티 도메인을 형성할 수 있는 배향막 형성방법과 이러한 방법을 사용하여 제조되는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 배향막 형성방법을 제공한다. 상기한 배향막 형성방법에 의하면, 기판상의 소정 영역에 일방향으로 경사면을 갖는 복수의 돌출부를 형성한 후에, 상기 돌출부를 덮는 배향막을 형성하고 러빙을 진행한다. 상기 러빙에 의해 상기 배향막에 접하는 액정들이 일정한 각도로 경사지게 배열되는데, 특히 상기 돌출부에 접하는 액정들은 상기 러빙에 의한 경사각과 돌출부의 경사면 자체의 경사각에 의해 경사지게 된다. 따라서 상기 돌출부가 형성된 영역과 형성되지 않은 영역간에는 액정의 배열 방향이 달라져서 상이한 도메인이 형성되는데, 위와 같은 멀티 도메인은 한 번의 러빙만으로 형성된다.
상기 러빙은 상기 돌출부의 경사면이 형성되는 방향과 평행하게 또는 돌출부 의 경사면이 형성되는 방향과 수직한 방향으로 진행할 수 있다. 전자의 경우 상기 배향막은 러빙 방향과 평행한 방향으로 액정의 선경사각이 형성되도록 배향되는 막을 사용한다. 이에 비해 후자의 경우에는 상기 배향막은 러빙 방향과 수직한 방향으로 액정의 선경사각이 형성되도록 배향되는 막을 사용하며, 이러한 특성을 가진 배향막으로 폴리스티렌막을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 돌출부를 직각 삼각기둥의 형상으로 형성하면 단면인 직각삼각형의 빗변 부분이 경사면에 해당하며 상기 경사면을 따라 액정이 배열된다. 상기한 전자의 경우와 같이, 상기 러빙을 돌출부의 경사면이 형성되는 방향으로 진행하면, 러빙시 천이 감긴 롤러가 기판상에서 상기 경사면을 따라 하강하는 방향으로 회전하면서 배향막을 문지르게 된다. 이에 비해 상기한 후자의 경우와 같이, 상기 러빙을 돌출부의 경사면이 형성되는 방향과 수직하게 진행하면, 롤러가 경사면에서 하강함이 없이 롤러상의 특정부위가 경사면의 특정 높이에 대응된 상태로 회전하게 된다. 후자의 경우에는 경사면의 각 부위에 대해 균일한 강도로 러빙할 수 있어 균일한 배향 특성을 얻을 수 있다.
위와 같은 방법으로 기판상에 배향막을 형성하면, 이러한 기판을 이용하여 액정표시장치를 제조할 수 있다. 상기 액정표시장치는, 액정 및 상호 대향되게 상기 액정의 상하부로 합착되는 상부기판과 하부기판, 상기 상부기판 및 하부기판상의 소정 영역에 형성되며 경사면을 갖는 복수의 상부돌출부 및 하부돌출부, 상기 상부기판과 상부돌출부를 덮는 상부배향막과, 상기 하부기판과 하부돌출부를 덮는 하부배향막을 포함하되; 상기 상부기판과 하부기판에 인접한 액정은 상기 상부기판 과 하부기판에 대하여 일정한 경사각으로 경사지게 형성되며, 상기 액정의 경사 방향은, 상기 상부돌출부 또는 하부돌출부가 형성된 영역과 상기 상부돌출부 또는 하부돌출부가 형성되지 않은 영역에서 상이하게 형성된다.
상기 상부돌출부와 하부돌출부의 경사면은 각각 상이한 방향으로 형성되어 이에 인접하는 액정 또한 상이한 방향으로 경사지게 형성된다. 따라서 상부돌출부의 존부 또는 하부돌출부의 존부에 따라 액정은 4가지 타입으로 배열될 수 있고, 상기 액정의 배열 형태에 따라 멀티 도메인이 형성된다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 기판(110)상에 배향막(130)을 형성한 후 상기 배향막(130)이 일정한 배향성을 나타내도록 러빙 공정을 진행한다. 이 때 상기 기판(110)상에는 투명도전막(120)이 형성되고, 상기 투명도전막(120)상의 소정 영역에는 돌출부(200)가 형성되어 있어, 상기 배향막(130)은 투명도전막(120)과 돌출부(200)를 덮고 있다.
상기 러빙 공정은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 배향막(130)의 표면으로 천(151)이 감긴 롤러(150)를 일방향으로 회전하면서 문지르는 방식으로 진행한다. 상기 롤러(150)에 감기는 천(151)으로는 나일론(Nylon)/레이온(Rayon)/코튼(Cotton) 등을 사용하는데, 상기 롤러(150)가 회전하면서 상기 천(151)의 미세한 돌기들이 상기 배향막(130)과 마찰을 일으키고 이로 인하여 상기 배향막(130)이 일정 방향으로 배향된다.
상기 기판(110)은 액정표시장치에 구비되는 상부기판이나 하부기판 중 어느 것이라도 무방하다. 즉, 통상의 액정표시장치는 액정을 사이에 두고 서로 대향되는 상부기판과 하부기판이 구비되는데, 본 발명은 상부기판이나 하부기판에 모두 적용될 수 있다. 상기 상부기판과 하부기판은 세부 구조에 있어서는 차이나지만, 전압이 인가되는 투명도전막(120)과 액정을 규칙적으로 경사지게 배열하기 위한 배향막(130)은 모두 공통적으로 형성된다. 따라서 도 3a에서 도시된 투명도전막(120) 및 배향막(130)은 상부기판이 또는 하부기판에 형성되는 것으로 볼 수 있으며, 이하의 돌출부(200)와 관련된 배향 기술도 상부기판이나 하부기판에 공통적으로 적용된다.
상기 돌출부(200)는 직각 삼각기둥의 형상으로 형성할 수 있다. 위와 같이 특정 형상으로 된 돌출부(200)는, 포토레지스트 유기막을 형성한 후 슬릿 마스크를 이용한 노광 및 현상을 거쳐서 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 포토레지스트 유기막을 노광하여 광선이 조사되는 위치에 돌출부(200)를 형성하되, 똑같이 광선이 조사된 부분이더라도 영역별로 광선의 투과 정도가 차이나서 두께차를 갖고 패터닝되도록 하면, 결과적으로 직각 삼각기둥과 같은 필요한 형상으로 돌출부(200)를 형성하게 된다.
상기 돌출부(200)의 일측 단면은 직각 삼각형 모양이 되며, 상기 직각 삼각형의 빗변부분이 경사면에 해당된다. 이 경우 상기 기판(110)에 인접하는 액정은, 상기 돌출부(200)에서는 경사면을 따라 일정한 각도로 경사지게 배열된다. 이와 같은 상태에서, 도 3a와 같이 롤러(150)를 일방향, 예컨대 y방향으로 회전하면서 러빙 공정을 진행하면, 상기 배향막(130)은 돌출부(200)가 형성된 영역과 형성되지 않은 영역에서 상이하게 배향된다. 즉, 상기 돌출부(200)가 형성된 영역과 형성되지 않은 영역은 각각 상이한 도메인을 나타내게 된다. 상기 각 도메인이 상호간에 적절하게 작용하기 위해 도메인간에 규칙적으로 배치되어야 하므로, 상기 돌출부(200)는 기판(110)상의 소정 영역에 균일하게 배치되도록 함이 바람직하다.
도 3b는, 러빙 공정을 진행한 후의 배향 상태를 도시한 것이다. 도면에서 점선으로 표시한 것은, 상기 기판(110)에 대한 후속 공정을 진행하여 액정(140)이 주입되었을 때 상기 기판(110)에 인접하는 액정(140)의 배열 상태를 나타낸 것이다. 도 3b를 참조하면, 돌출부(200)가 형성되지 않은 영역에서는, 액정(140)은 기판(110)의 표면에 대해 롤러(150)의 회전 방향(y방향)으로 경사지게 배열된다. 한편, 돌출부(200)가 형성된 영역에서도 액정(140)은 기판(110)의 표면에 대해 일정한 방향(-y방향)으로 경사지게 배열되지만, 이 경우의 액정(140)은 돌출부(200)의 경사면에 위치하므로 러빙이 진행되기 이전부터 상기 경사면의 각도만큼 기울어진 상태이다. 따라서 상기 돌출부(200)가 형성된 영역에서의 액정(140)은, 경사면의 각도와 러빙 작용에 의한 경사각을 합성한 각도로 경사지게 된다.
여기서 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 러빙에 의해 돌출부(200)가 형성되지 않은 영역에서 액정(140)의 경사각을 Θ1이라 하고, 상기 돌출부(200)의 경사면각도를 Θ2라 한다. 상기 Θ1 은 액정표시장치의 용도/동작 특성등에 따라서 정해지는데, 예컨대 Θ1이 4°고 Θ2는 Θ1의 2배인 8°인 경우를 고려한다. 러빙이 진행된 후, 돌출부(200)가 형성되지 않은 영역에서의 액정(140)은 기판(110)의 표면에 대해 반시계 방향으로 4°경사지게 배열된다. 이에 비해 돌출부(200)가 형성된 영역에서의 액정(140)은, 돌출부(200) 경사면에 의한 경사각(기판의 표면에 대해 시계 방향으로 8°)과 러빙 작용에 의한 경사각(상기 경사면에 대해 반시계 방향으로 4°)의 합성한 각도로 경사지게 된다. 상기 합성한 경사각은 경사 방향을 고려하면, 기판(110)의 표면에 대해 시계 방향으로 4°가 된다. 따라서 상기 돌출부(200)가 형성된 영역상의 액정(140)은 상기 돌출부(200)가 형성되지 않은 영역상의 액정(140)과는 동일한 각도이되 상호 대칭적으로 경사지게 배열되며, 각각 별개의 도메인을 형성하게 된다.
위와 같이 돌출부(200)를 이용하면, 한 번의 러빙 공정만으로도 다중 도메인 영역을 형성할 수 있다. 여기서 Θ1의 값이 4°인 경우를 예로 설명하였으나, 상기 Θ1은 액정표시장치에 따라 변경될 수 있으며, 이는 러빙 조건에 따라 배향막(130)의 표면 거칠기 등을 변화시킴으로써 다양한 값을 가질 수 있다. 다만 상이한 도메인간에 액정을 상호 대칭적으로 배열하기 위해서는 돌출부(200)의 경사각인 Θ2가 Θ1의 두 배가 되어야 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배향막 형성방법을 나타내는 단면도이다. 앞서 살펴 본 실시예에서, 액정(140)은 롤러(150)의 회전 방향(y방향)으로 일정한 경사각으로 경사지게 형성되었으나, 배향막(130)의 재질에 따라서는 롤러(150)의 회전 방향에 대해 수직인 방향으로 배향되는 경우도 있다. 이러한 재료로 배향막(130)을 형성하는 경우에는, 기판(110)상에 직각 삼각기둥 형상의 돌출부(200)를 형성하되, 도 3a의 경우와 달리, 상기 돌출부(200)의 경사면이 형성되는 방향과 수직으로, 예컨대 x방향으로 러빙을 진행한다.
일반적으로 배향막(130)으로는, 폴리이미드 계열의 유기막을 주로 사용하며 상기 폴리이미드 유기막은 러빙 방향으로 배향된다. 그러나 폴리스티렌을 사용하는 경우 러빙 방향에 수직으로 배향된다. 상기 폴리스티렌은 벤젠 고리를 포함하며 스티렌의 중합 반응으로 얻어지는 고분자 화합물이다. 상기 폴리스티렌은 통상의 유기막과는 달리, 일방향으로 러빙하였을 때 벤젠 고리가 러빙 방향과 수직으로 굽어지며, 상기 벤젠 고리가 굽어진 방향으로 배향되어 상기 폴리스티렌 배향막(130) 근처의 액정 분자는 러빙 방향에 수직인 방향으로 경사지게 배열된다. 따라서 도 4와 같이, x방향으로 러빙이 진행되더라도 배향 후 결과는 도 3b와 동일하게 된다.
도 3a와 도 4를 비교하면, 전자의 경우에는 롤러(150)가 y방향으로 회전하면서 돌출부(200)의 경사면을 따라 위에서 아래로 하강하면서 이동하고, 후자의 경우에는 롤러(150)가 x방향으로 회전하면서 돌출부(200)의 경사면에서 하강함이 없이 롤러(150)상의 특정부위가 경사면의 특정 높이에 대응된 상태로 회전하게 된다. 전자의 경우에는 롤러(150)가 경사면을 따라 하강하므로, 경사면의 상측부분에서는 빠르게 하강하면서 강하게 러빙이 진행되고 반대로 경사면의 하측부분에서는 약하게 러빙이 진행된다. 또한 직각 삼각기둥 형상의 돌출부(200)에서, 기판(110)과 수직하게 형성된 돌출부(200)의 수직면 근방 영역에 있어서는, 롤러(150)가 수직면을 타고 이동하면서 실제로 수직면에 바로 인접한 영역에서는 롤러(150)가 닿지 않아 러빙이 적절하게 진행되지 않을 수도 있다. 따라서 전체적으로 러빙의 균일도가 떨어질 수 있는데, 도 4와 같이 x방향으로 롤러(150)가 회전하는 경우에는, 돌출부(200)의 경사 또는 높낮이 차이 등에도 불구하고 균일한 강도로 러빙할 수 있다.
위와 같은 방법에 의해 한 번의 러빙 공정으로 멀티 도메인이 형성된 기판을 이용하여, 액정표시장치를 제조할 수 있다. 이하 상기한 액정표시장치에 대해 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 상부기판(111)과 하부기판(112) 및 상기 기판(110)들 사이에 주입되는 액정(140)으로 이루어진다. 상기 상부기판(111)과 하부기판(112)상에는 각각, 투명도전막(120)과 배향막(130)이 형성되며 상기 투명도전막(120)과 배향막(130) 사이에는 돌출부(200)가 형성된다. 상기 상부기판(111)과 상부의 투명도전막(121) 사이에는 컬러필터막이나 블랙매트릭스 등이 형성될 수 있으며, 또한 상기 하부기판(112)과 하부의 투명도전막(122) 사이에는 박막트랜지스터 등이 형성될 수 있으나, 이들은 본 발명의 기술 사상과 직접적인 관계가 없으므로 구체적으로 도시하지 않았다.
상기 상부기판(111)과 하부기판(112)에는 형성되는 돌출부(200)를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부돌출부(201)는 x방향으로 경사면이 형성되며 하부돌출부(202)는 y방향으로 경사면이 형성된다. 상기 상부돌출부(201)와 하부돌출부(202)상에는 각각 상부배향막(131)과 하부배향막(132)이 형성된다. 상기 배향막(130)은 러빙 공정을 거친 것이며, 러빙 공정 후 배향막(130)은 일정한 배향성을 가져 상기 배향막(130)에 인접한 액정(140)은 일정한 방향으로 경사지게 배열된다.
상기 기판(110)사이의 영역은, 상기 기판(110)상에 상부돌출부(201) 또는 하부돌출부(202)가 형성되었는지 여부의 조합에 따라, 액정(140)의 경사 방향이 달라지며 이로 인하여 다수의 도메인을 형성한다. 도 5에서는, 제1 영역(D1)과 제2 영역(D2)은 상하부기판(111,112)에 모두 돌출부(200)가 형성되지 않았거나 또는 모두 돌출부(200)가 형성되어 있으며, 제3 영역(D3)과 제4 영역(D4)은 상하부기판(111,112) 중 어느 한 곳에만 돌출부(200)가 형성되어 있다.
상기 배향막(130)으로 폴리이미드막을 사용한다면, 액정(140)은 러빙 방항과 평행한 방향으로 경사지게 배열되되 돌출부(200)가 형성된 영역에서는 러빙 방향과 대칭되는 방향으로 경사지게 배열된다. 따라서 상부배향막(131)을 x방향으로 러빙하고 하부배향막(132)을 y방향으로 러빙하면, 제1 영역(D1)에서 상부기판(111)상의 액정(140)은 x방향으로 하부기판(112)상의 액정(140)은 y방향으로 경사지게 배열된다. 또한 제2 영역(D2)에서는 상하부돌출부(201,202)에 의해 상부기판(111)상의 액정(140)은 -x방향으로 하부기판(112)상의 액정(140)은 -y방향으로 경사지게 배열된다. 마찬가지로 상기 액정(140)은 제3 영역(D3)에서는 -x방향과 y방향, 제4 영역(D4)에서는 x방향과 -y방향으로 경사지게 배열된다. 만약 상하부배향막(131,132)으로 폴리스티렌막을 사용하는 경우, 도 5에 도시된 방향으로 액정(140)이 경사지게 배열되도록 하기 위해서는, 상부배향막(131)은 -y방향으로 러빙하며 하부배향막(132)은 x방향으로 러빙한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명 배향막 형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 의하면, 돌출부를 형성하여 한 번의 러빙 공정으로 간단하게 멀티 도메인을 형성하여 시야각 특성이 개선될 수 있으며, 또한 배향막으로 폴리스티렌을 사용하면 돌출부로 인하여 굴곡이 형성된 배향막을 균등하게 러빙하여 균일한 배향 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 기판상의 소정 영역에 일방향으로 경사면을 갖는 복수의 돌출부를 형성하는 단계;
    상기 기판 및 돌출부를 덮는 배향막을 형성하는 단계;
    상기 배향막 표면을 일방향으로 러빙하여, 상기 돌출부가 형성된 영역과 형성되지 않은 영역간에 상이한 배향성을 갖도록 처리하는 단계를 포함하는 배향막 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 방향은 상기 돌출부의 경사면이 형성되는 방향인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 방향은 상기 돌출부의 경사면이 형성되는 방향과 수직한 방향인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 배향막은 러빙 방향에 대해 수직한 방향으로 배향성을 갖는 막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 배향막은 폴리스티렌막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부는 상기 기판상에 일정 간격으로 균일하게 배치되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출부는 직각 삼각기둥의 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
  8. 액정 및 상호 대향되게 상기 액정의 상하부로 합착되는 상부기판과 하부기판,
    상기 상부기판 및 하부기판상의 소정 영역에 각각 형성되며 경사면을 갖는 복수의 상부돌출부 및 하부돌출부,
    상기 상부기판과 상부돌출부를 덮는 상부배향막과, 상기 하부기판과 하부돌출부를 덮는 하부배향막을 포함하되;
    상기 상부기판과 하부기판에 인접한 액정은 상기 상부기판과 하부기판에 대 하여 일정한 경사각으로 경사지게 배열되며,
    상기 액정의 경사 방향은, 상기 상부돌출부 또는 하부돌출부가 형성된 영역과 상기 상부돌출부 또는 하부돌출부가 형성되지 않은 영역에서 상이한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 상부돌출부와 하부돌출부는 각 경사면의 경사 방향이 상이하게 형성되며;
    상기 상부기판과 하부기판 사이의 영역은,
    상기 상부기판상에 상부돌출부가 형성되지 않고 하부기판상에 하부돌출부가 형성되지 않은 제1 영역과,
    상기 상부기판상에 상부돌출부가 형성되고 하부기판상에 하부돌출부가 형성된 제2 영역과,
    상기 상부기판상에 상부돌출부가 형성되고 하부기판상에 하부돌출부가 형성되지 않은 제3 영역과,
    상기 상부기판상에 상부돌출부가 형성되지 않고 하부기판상에 하부돌출부가 형성된 제4 영역으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 상부배향막 및 하부배향막은 폴리스티렌막인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 상부돌출부 및 하부돌출부의 경사면 각도의 크기는 상기 액정의 경사각 크기의 2배인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 상부돌출부 및 하부돌출부는 직각 삼각기둥의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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