JP4469331B2 - 液晶表示装置の配向膜形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、高画質を具現するための液晶表示装置の配向膜形成方法に関する。
一般に、画像情報を画面に示す表示装置の中で、ブラウン管表示装置(或いはＣＲＴ：Cathode Ray Tube)が最も多く使用されているが、表示面積に比べて体積が大きく、かつ重いので、使用に不便があった。
また、現在、電子産業の発達に伴ってＴＶ、モニタなどに制限的に使われていた表示装置は、パーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、無線端末機、自動車計器板、電光板などにまで拡大使用されている。そして、情報通信技術の発達に伴って大容量の画像情報を伝送できるようになり、これを処理して表示する次世代表示装置の重要性が高まっている。
このような次世代表示装置は、軽薄短小、高輝度、大画面、低消費電力および低価格化を実現する必要があるが、その一つとして、最近、液晶表示装置が注目されている。前記液晶表示装置(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)は、表示解像度が他の平板表示装置より優れており、動画像を表示するとき、ブラウン管に比べられるほど速い応答速度を有している。
現在、主に使用されている液晶表示装置の一つとして、ツイストネマティック(ＴＮ：Twisted nematic)方式の液晶表示装置が挙げられる。前記ＴＮ方式は、二つの基板にそれぞれ電極を設け、液晶方向子(director)が９０°ツイストされるように配列した後に電極に電圧を印加して、液晶方向子を駆動する方式である。
しかし、前記ＴＮ方式の液晶表示装置は、視野角が狭いという大きな短所を有している。これに対し、最近、前記の狭小な視野角の問題を解決するため、様々な新しい方式を採用した液晶表示装置に対する研究が活発に行われている。その方式としては、横電界方式(ＩＰＳ：in-plane switching mode)またはＯＣＢ方式(optically compensated birefringence mode)などがある。
そのうち、前記横電界方式の液晶表示装置は、液晶分子を基板に対して水平を維持した状態で駆動するために、二つの電極を同一基板上に形成し、前記二つの電極の間に電圧を印加して、基板に対して水平方向に電界を発生する。すなわち、液晶分子の長軸が基板に対して立ち上がらず、横方向に回るようになる。このため、視覚方向に対する液晶の複屈折率の変化が小さく、従来のＴＮ方式の液晶表示装置に比べて視野角特性が格段に優れている。
図１は、従来の液晶表示装置の製造方法を具体的に示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置の第１、２基板を製作する(Ｓ１００)。
前記液晶表示装置の第２基板はカラーフィルタを有し、前記第１基板には薄膜トランジスタを含むマトリックス形態のアレイ素子が形成される。
まず、液晶表示装置の第１、２基板を製作する(Ｓ１００)。
前記液晶表示装置の第２基板はカラーフィルタを有し、前記第１基板には薄膜トランジスタを含むマトリックス形態のアレイ素子が形成される。
そして、多様なパターンが形成された基板上の異物質を除去するために洗浄工程(Ｓ１１０)を行い、配向膜印刷装置を用いて基板上面に配向膜の原料液であるポリイミド(PolyImide：ＰＩ)を印刷する配向膜印刷工程(Ｓ１２０)を行う。
次に、前記配向膜原料液に高温の熱を与えて、溶媒を乾燥させて硬化させる配向膜焼成工程(Ｓ１３０)を行う。
続いて、ラビング装置を用いて、焼成処理された配向膜の表面を一定の方向に擦る配向膜ラビング工程(Ｓ１４０)を行う。
続いて、ラビング装置を用いて、焼成処理された配向膜の表面を一定の方向に擦る配向膜ラビング工程(Ｓ１４０)を行う。
前記配向膜形成工程が終了した後、第２基板のエッジ部に接着剤の役目をするシールパターン(seal pattern)を、液晶注入口を除いた領域に形成し、下部基板にスペーサ(spacer)を散布する(Ｓ１５０)。
次に、前記第１、２基板を対向合着するが、与えられたマージンから外れたら光が漏れるので、通常数マイクロメートル程度の精密度が要求される(Ｓ１６０)。
次に、前記第１、２基板を対向合着するが、与えられたマージンから外れたら光が漏れるので、通常数マイクロメートル程度の精密度が要求される(Ｓ１６０)。
そして、前記のように対向合着された基板を単位セルに切断するセル切断工程を行うが(Ｓ１７０)、これは、完全に合着された両基板を必要なサイズに切断するためである。前記セル切断工程は、第１、２基板の表面にラインを形成するスクライブ工程とスクライブされたラインに衝撃を与えて基板を分離するブレイク工程とを含む。
最後に、前記単位セルに切断された両基板の間に液晶を注入し、液晶が流れ出ないように液晶注入口を封止すると、求める液晶表示装置が完成する(Ｓ１８０)。
一方、前記液晶注入方法の代わりに、基板上に液晶を滴下して合着する液晶滴下方式を使用することもできる。
ここで、液晶の物理的特性は分子配列状態によって変わり、よって、電界などの外力に対する応答にも差ができる。
ここで、液晶の物理的特性は分子配列状態によって変わり、よって、電界などの外力に対する応答にも差ができる。
前記のような液晶分子の性質のため、液晶分子の配列制御は、液晶物性の研究には勿論、液晶表示装置の構成上にも必須の技術である。特に、液晶分子を一定の方向に均一に配向させるためのラビング工程は、液晶ディスプレイの正常的な駆動と画面の均一なディスプレイ特性のための重要な要素であって、これに対する多くの研究が行われてきた。
ここで、従来の液晶分子の初期配列方向を決めるための配向膜形成過程についてより詳細に説明する。
まず、配向膜は、高分子薄膜を塗布し、配向膜を一定の方向に配列する工程で形成される。前記配向膜には、一般に、ポリイミド(polyimide)系列の有機物質が使われ、前記配向膜を配列する方法としては、主にラビング方法が用いられている。
まず、配向膜は、高分子薄膜を塗布し、配向膜を一定の方向に配列する工程で形成される。前記配向膜には、一般に、ポリイミド(polyimide)系列の有機物質が使われ、前記配向膜を配列する方法としては、主にラビング方法が用いられている。
このようなラビング方法は、まず、基板上にポリイミド系列の有機物質を塗布し、６０〜８０℃程度の温度で溶剤を揮発させ、整列してから、８０〜２００℃程度の温度で硬化させてポリイミド配向膜を形成する。その後、ベルベットなどを巻いたラビング布を用いて、前記配向膜を一定の方向に擦ることによって、配向方向を形成する。
このようなラビングによる方法には、配向処理が容易なので大量生産に適合し、安定した配向ができる長所がある。しかし、前記ラビング方法は、ラビングを行うとき欠陥のあるラビング布が付着されたローラを使う場合、ラビングの不良が発生する。
すなわち、前記のようなラビング布を用いたラビング方法は、配向膜とラビング布の直接的な接触を通じて行われるので、埃の発生による液晶セルの汚染、静電気の発生による予め基板に設けられたＴＦＴ素子の破壊、ラビング後の追加的な洗浄工程の必要、大面積適用時の配向の不均一性などの様々な問題点が発生して、液晶表示装置の製造時の不良率を増加させ、製造収率を下げる問題点がある。
従来の液晶表示装置は、画素領域に画素電極および共通電極のような電極パターンを形成しているので、これに対する段差が発生し、図２に図示した通りとなる。 図２Ａおよび図２Ｂは、従来の横電界方式の液晶表示装置において、段差部の液晶配向を示す断面図および平面図である。特に、最近は、横電界方式の液晶表示装置において、視野角改善のため改善された構造の横電界方式の液晶表示装置が適用され、工程数を減らすため３〜４マスクを用いた横電界方式の液晶表示装置が開発されている。よって、基板の段差はますます増加しており、これによってラビング時に配向不良発生が増加する問題がある。
図２Ａおよび図２Ｂに図示されたように、横電界方式の液晶表示装置において、第１基板上にパターニングされた画素電極１３０上に配向膜１５１を形成しており、前記画素電極１３０のエッジ部分には段差が形成されている。前記第１基板と対向する第２基板には、カラーフィルタ層１６０と配向膜１５２が形成されており、第１基板と第２基板との間に液晶層１９０が形成されている。
前記段差は、画素電極だけでなく共通電極のエッジ部分にも形成され、薄膜トランジスタ領域とゲート配線、データ配線部分にも発生する。このように画素領域内の電極パターンと配線パターンのエッジ部分に発生する段差は、配向が思うように行われなく、液晶の駆動時に問題点をもたらす。
まず、前記横電界方式の液晶表示装置がノーマリブラックモード(Normally black mode)である場合、電圧を印加しない状態の時は、画面がブラックに表示される。しかし、図２に示したＡ領域は、ゲート電圧がオフ状態のとき、光漏れ現象が発生する。
すなわち、電圧が印加されない場合、液晶は配向膜１５１、１５２のラビング方向に平行の状態で整列すべきである。しかし、Ａ領域には、電極パターンのエッジ部分での段差によって、液晶がラビング方向と一致しない現象によって、液晶不均一層１９１が形成され、これによって、上部の液晶均一層１９２でも前記のような現象が発生する。
よって、前記電極のエッジ部に不均一に整列されている液晶によって、光の位相遅延(retardation)が発生し、この位相遅延によって、透過される線偏光は楕円偏光へと変化し、この楕円偏光はカラーフィルタ側に近接して形成されている均一な液晶層でも位相遅延を発生して、より大きい位相遅延を発生するようになる。
結果的に、ノーマリブラックモードで電圧が印加されないとき、バックライトの光が前記Ａ領域をそのまま通過し、これによって、ブラック表示状態で光漏れが発生し、色コントラスト比を減少させるので、高画質の表示が難しい。
特に、最近は、横電界方式の液晶表示装置において、視野角改善のため改善された構造の横電界方式の液晶表示装置を適用し、工程数を減らすため３〜４マスクを用いた横電界方式液晶表示装置を開発することによって、段差はますます増加しており、これによる配向不良の発生が増加する問題点がある。
したがって、ラビング時にラビング布の不均一によって液晶配向整列度が崩れたり、段差部周辺でラビングが思うように行われないので、ブラック輝度増加および色コントラスト比の増加のような、液晶表示装置の画質を低下させる問題点が発生している。
本発明の目的は、液晶表示装置に配向膜を形成する際、１次配向処理のラビングをした後、２次配向処理の光照射の前に、配向膜に前処理(pre-treatment)過程を行うことにより、配向処理効率を向上させることができる液晶表示装置の配向膜形成方法を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置の配向膜形成方法は、基板上に配向膜を塗布する段階と、前記配向膜をラビングする段階と、ラビング処理の後、前記基板の上または下に熱風が通るようにして前記配向膜の熱処理をする段階と、熱処理の後、前記配向膜に光照射する段階とを含み、前記配向膜に熱処理をする段階は、前記基板の温度をＴｃとすれば、ラビング実施温度(Ｔｒ)＜Ｔｃ＜配向膜のグラス転移温度(Ｔｇ)の関係式を満足させる温度で、前記基板が加熱することを特徴とする。
したがって、前記配向膜に１次配向処理をした後、２次配向処理の前処理過程を行うことによって、液晶の配向整列を安定且つ均一にできるので、光漏れを防止し、高画質を具現することができる。
本発明は、液晶表示装置の配向膜の全面にラビング処理をしてから、ラビング処理された配向膜の全面または電極周辺の段差部分に、前処理工程と共に光照射をして、光漏れを防止し、色コントラスト比を向上させることによって、高画質を具現し、製品の信頼性を向上させる効果がある。
なお、本発明は、ラビングを行った配向膜に光照射するとき、非偏光された光を照射することが可能なので、別途の偏光装備なしに高画質を具現でき、工程が簡単で、製造費用を節減する効果もある。
以下、添付図面を参照して本発明に係る具体的な実施の形態について説明する。
図３Ａ乃至図３Ｇは、本発明に係る一実施の形態として、横電界方式の液晶表示装置の製造工程を順次示す図面である。
図３Ａ乃至図３Ｇは、本発明に係る一実施の形態として、横電界方式の液晶表示装置の製造工程を順次示す図面である。
図３Ａに図示されたように、第１基板２１０上に、信号遅延を防止するために、低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着してから、フォトリソグラフィ(photo lithography)方法でパターニングして、ゲート配線(図示せず)および前記ゲート配線から分岐される薄膜トランジスタのゲート電極２１４を形成する。
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム合金(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタン(Ｔｉ)、タンタル(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを使用する。前記ゲート配線およびゲート電極２１４を形成するとき、前記ゲート配線と平行する共通配線(図示せず)および前記共通配線から分岐される複数の共通電極２１７を同時に形成する。
続いて、前記ゲート配線を含める全面に、シリコン窒化物(ＳｉＮｘ)またはシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)方法などで蒸着して、ゲート絶縁膜２１９を形成する。そして、前記ゲート絶縁膜２１９の上に、非晶質シリコンなどの物質を蒸着し、選択的に除去して、前記ゲート電極２１４上部のゲート絶縁膜２１９の上に、島(island)状の半導体層２２７を形成する。このとき、図示してはいないが、前記非晶質シリコンに不純物イオンを注入したオーミックコンタクト層をさらに形成して、パターニングすることができる。
そして、図３Ｂに図示されたように、前記ゲート絶縁膜２１９上部の全面に、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着してからフォトリソグラフィでパターニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差されて画素領域を定義するデータ配線２２４を形成し、前記データ配線２２４と同時に前記半導体層２２７の両端にそれぞれ配置されるソース電極およびドレイン電極２２６、２２８を形成する。そして、前記データ配線２２４を含める第１基板２１０の全面に、シリコン窒化膜または有機絶縁膜のＢＣＢ(benzo-cyclo-butene)を塗布して保護膜２３８を形成し、前記ドレイン電極２２８にコンタクトホール(図示せず)を形成する。
そして、全面に透明導電物質のＩＴＯ(Indium Tin Oxide)またはＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)を用いて、透明導電膜を蒸着し、パターニングして、前記ドレイン電極２２８と連結され、前記データ配線２２４と平行し、且つ前記共通電極２１７の間に位置して、前記共通電極２１７と互いに交番する複数の画素電極２３０を形成する。
ここで、前記画素電極２３０を金属物質で形成する場合、図面には図示されていないが、前記保護膜２３８を形成する前に、前記データ配線２２４と同一物質で前記データ配線２２４と同時に形成することもでき、別途設けられたレイヤに形成することもできる。なお、前記共通電極２１７は、前記画素電極２３０と同一物質で同時に形成することもできる。
図３Ｃに図示されたように、前記画素電極２３０を含める基板全面に配向膜物質を形成するが、耐熱性、液晶との親和性の優れたポリイミド(polyimide)樹脂を基板上に印刷し、乾燥して、第１配向膜２８１を形成し、ラビング工程を用いて１次配向処理を行う。
前記配向膜物質として、ポリイミド樹脂のほかにも、ＵＶ照射時に選択的に切断される結合を有する高分子を含むポリアミック酸(polyamic acid)、ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)、ポリビニールアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリアミド(polyamide)、ポリエチレン(polyethylene)、ポリスチレン(polystylene)、ポリペニルナプタルアミド(polyphenylenaphthalamide)、ポリエステル(polyester)、ポリウレタン(polyurethane)、ポリメチルメタクリレイト(polymethylmethacrylate)などが使用できる。
続いて、図３Ｄに図示されたように、前記１次配向処理が行われた第１配向膜２８１に熱処理を行う。前記熱処理は、以降行われる２次配向処理の前処理過程であって、これは、１次配向処理の後、配向整列性が乱れた状態で、第１配向膜２８１の表面を安定的な構造に形成することにより、２次配向処理時の効率を向上させるためである。
前記基板２１０の温度を一定温度Ｔｃとすれば、ラビングを行った温度(Ｔｒ)＜Ｔｃ＜配向膜のグラス転移温度(Ｔｇ)の関係式を満足させる温度まで加熱する。このような熱処理は、以降の２次配向処理時に配向膜とＵＶとの反応性を向上させることができ、小さな有効エネルギーでも効率の良い配向処理が行われるようにする。この熱処理は、２次配向処理の前に行われることもでき、熱処理を行いながら２次配向処理を行うこともできる。そして、前記熱処理は、基板の下だけでなく、基板の上で‘熱風’などによって行うこともできる。なお、前記熱処理は、基板をインラインタイプ(in-line type)で移動させながら行うこともでき、所定のチェンバで行うこともでき、停止状態で熱処理することもできる。
そして、図３Ｅに図示されたように、前記前処理が行われた第１配向膜２８１に光を照射して２次配向処理をする。前記光は、線偏光(linearly polarized light)、部分偏光(partially polarized light)、または非偏光された光が使用できる。そして、前記光を照射する方法としては、傾斜照射または垂直照射方法が用いられる。このために、前記光照射装備を基板に対して傾けて光を照射したり、前記基板を傾けた状態で光を照射することができる。前記光を照射する装置には、基板全面に光を照射する全面照射装置や、基板をスキャンしながら照射するスキャンタイプ装置がある。
前記ラビング方向と光配向方向は、一致させることができる。前記ラビング方向と光照射方向は、一致しても、一致しなくてもよい。前記ラビング方向と前記光照射方向は、対称でも非対称でもよい。このように１次配向処理を行った第１配向膜２８１に熱処理をしてから、２次配向処理をすれば、配向効率を極大化して、電極部周辺段差部でも配向が均一になる。前記段差部は、共通電極、画素電極、データ配線、ゲート配線、共通配線、薄膜トランジスタ領域などで発生しうる。
その後、図３Ｆに図示されように、第２基板２７０上において、液晶の制御ができない部分、すなわち、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスタ部分での光漏れを防止するために、クロム(Ｃｒ)、クロム酸化物(ＣｒＯｘ)などの金属またはブラックレジン(black resin)を用いて、ブラックマトリックス２７３を形成する。
その後、前記ブラックマトリックス２７３の間に、電着法、顔料分散法、塗布法などを用いて、色相具現のための赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)のカラーフィルタ層２７５を形成し、前記カラーフィルタ層２７５を保護するために、カラーフィルタ層２７５を含める全面に、オーバーコート層２７９を形成することも可能である。
次に、前記オーバーコート層２７９の上部に、液晶との親和性が優れており、感光特性を有するポリイミド物質を印刷して、第２配向膜２７７を形成し、前記第１配向膜２８１と互いに平行な方向に配向方向を形成するが、前述した第１配向膜２８１の配向処理方法のように、ラビング工程の１次配向処理と熱処理のような前処理と光照射方法の２次配向処理を通じて、前記第２配向膜２７７を形成する。
続いて、前記第１基板２１０または第２基板２７０にコラムスペーサ(図示せず)を形成した後、前記第１基板２１０または第２基板２７０のエッジ部にシールパターンを形成して、前記第１基板２１０、第２基板２７０を真空状態で合着する。以降、前記第１基板２１０または第２基板２７０の表示領域にｍ液晶注入方式を用いて液晶層２８８を形成する。
一方、前記第１基板２１０または第２基板２７０のエッジ部にシールパターンを形成し、前記第１基板２１０または第２基板２７０の表示領域に液晶滴下方式を用いて液晶層２８８を形成し、前記第１基板２１０と第２基板２７０を合着することも可能である。
図３Ｇは、本発明に係る前処理工程で、熱風を用いた前処理工程を示す断面図である。熱風によって前処理が行われた基板上に、２次配向処理工程の光照射が行われる。前記熱風処理は、２次配向処理工程と同時に行われることも可能でる。
図４は、本発明に係る液晶表示装置の配向膜形成工程を示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置の上、下基板を製作する(Ｓ２００)。そして、パターンらが形成された基板上の異物質を除去するために洗浄工程（Ｓ２１０）を行い、配向膜印刷装置を用いて、基板の上面に配向膜原料液のポリイミド(PolyImide：ＰＩ)などを印刷する配向膜印刷工程(Ｓ２２０)を行う。
まず、液晶表示装置の上、下基板を製作する(Ｓ２００)。そして、パターンらが形成された基板上の異物質を除去するために洗浄工程（Ｓ２１０）を行い、配向膜印刷装置を用いて、基板の上面に配向膜原料液のポリイミド(PolyImide：ＰＩ)などを印刷する配向膜印刷工程(Ｓ２２０)を行う。
次に、前記配向膜原料液に高温の熱を与えて、溶媒を乾燥し、硬化させる配向膜焼成工程(Ｓ２３０)行う。そして、ラビング装置を用いて、焼成処理された配向膜の表面を一定の方向に擦って溝を作る配向膜ラビング工程を経て、１次配向処理をする(Ｓ２４０)。続いて、前記配向膜に熱処理のような前処理工程を行う(Ｓ２５０)。このとき、前記熱処理は、以降行われる２次配向処理の前処理過程であって、これは、配向膜の表面が１次配向処理の後、配向整列性が乱れた状態で安定的な構造を形成するので、２次配向処理時の効率を向上させるためである。
前記基板の温度を一定温度Ｔｃとすれば、ラビングを行った温度＜Ｔｃ＜配向膜のグラス転移温度Ｔｇの関係式を満足させる温度まで加熱する。このような熱処理は、以降の光照射工程時、配向膜とＵＶとの反応性を向上させることができ、小さい有効エネルギーでも効率の良い配向処理が行われるようにする。この熱処理は、光を照射する前に行われることも、熱処理を実施しながら光を照射することも可能である。
以降、前記配向膜に、光照射方法を用いた２次配向処理を行う(Ｓ２６０)。前記光は、線偏光、部分偏光、または非偏光された光が使用できる。
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明に係る横電界方式液晶装置で、電極部の光漏れを示す写真である。
図５Ａに図示されたように、前記基板上に形成されている配向膜は１次配向処理されて形成される。前記１次配向処理は、ポリイミドのような配向物質からなる前記配向膜上にベルベット、レーヨン、ナイロンなどを巻いたラビング布を用いて、前記配向膜を一定の方向にこすることにより、配向方向を形成するラビング方法で行われる。このとき、基板上に段差が０．１μｍ以上の電極部周辺をラビングすると、前記段差部によりラビング布が配向膜に届かなく配向が行われなかったり、ラビング布が段差を通過しながらラビング布が乱れるようになって、配向整列度が不均一になり、光漏れが発生する。
図５Ａに図示されたように、前記基板上に形成されている配向膜は１次配向処理されて形成される。前記１次配向処理は、ポリイミドのような配向物質からなる前記配向膜上にベルベット、レーヨン、ナイロンなどを巻いたラビング布を用いて、前記配向膜を一定の方向にこすることにより、配向方向を形成するラビング方法で行われる。このとき、基板上に段差が０．１μｍ以上の電極部周辺をラビングすると、前記段差部によりラビング布が配向膜に届かなく配向が行われなかったり、ラビング布が段差を通過しながらラビング布が乱れるようになって、配向整列度が不均一になり、光漏れが発生する。
したがって、図５Ｂに図示されたように、基板上の１次配向処理された配向膜に、熱処理などの前処理と光照射を用いた２次配向処理をする。このように、１次配向処理を行った配向膜に、前処理および光照射のような２次配向処理をすると、電極部周辺の段差部で配向が均一に行われるので、光漏れが殆ど発生しない。このとき、前記１次配向処理と熱処理と２次配向処理を同時に行うことも可能である。前記２次配向処理は光照射を用い、前記光は、線偏光、部分偏光、または非偏光された光が使用できる。そして、前記光を照射する方法は、傾斜照射または垂直照射方法が用いられる。このために、前記光照射装備を基板に対して傾けて光を照射することと、前記基板を傾けた状態で光を照射することが可能である。前記光を照射する装置としては、基板の全面に光を照射する全面照射装置、または基板をスキャンしながら照射するスキャンタイプ装置がある。
前記ラビング方向と光配向方向は、一致させることが可能である。前記ラビング方向と光照射方向は、一致しても、一致しなくてもよい。前記ラビング方向と前記光照射方向は、対称でも非対称でもよい。このように１次配向処理を行った配向膜に、熱処理をしてから２次配向処理をすると、配向効率を極大化して、電極部周辺の段差部でも配向が均一に行われる。なお、前記光は基板の全面に照射されても、基板の一部分に照射されてもよい。
図６は、本発明に係る他の実施の形態として、配向工程を行う装置を示す図面であって、図７は、図６で前処理工程と２次配向処理工程を示す基板の断面図である。ここで、図７は、図３に提示した図面において、２次配向処理工程の他の実施の形態を示す断面図である。
まず、１次配向処理が行われた配向膜３１１に光を照射して、２次配向処理をする。そして、図６および図７に図示されたように、光照射装置３３０を備えるチェンバ３００内の酸素(Ｏ２)濃度を増加させる。前記チェンバ３００内の酸素濃度を増加させると、光と反応して活性酸素に変わる酸素量が増加し、前記活性酸素の増加によって配向膜３１１と光の反応性が向上するので、光照射効率を増加させるようになる。このとき、光照射時の空気中酸素濃度は、２０％以上となるようにする。
このように、基板３１０の配向膜の全面に、ラビング方法で１次配向処理してから、酸素濃度を増加させた雰囲気で光照射で２次配向処理して、前記基板３１０の全面または段差部分を処理することによって、電極または配線のエッジ部分での光漏れ現象を減少させて、画質を改善することができる。
ここで、前記光は線偏光、部分偏光、または非偏光された光が使用できる。そして、前記光を照射する方法としては、基板に対して傾斜照射または垂直照射方法が用いられる。前記基板を傾けて光を照射する方法を用いることも可能である。前記光照射装置３３０としては、基板３１０の全面に光を照射する全面照射装置、または基板をスキャンしながら照射するスキャンタイプ装置がある。
前記ラビング方向と光照射方向は、対称でも非対称でもよい。前記ラビングによる配向方向と前記光照射による配向方向は、実質的に一致することが好ましく、このために前記ラビング方向と光照射方向は一致しても、一致しなくてもよい。これは前記配向物質の特性次第であり、前記光の入射方向に対して水平な方向に配向される物質もあれば、前記光の入射方向に対して垂直な方向に配向される物質もある。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
２１０：第１基板 ２１４：ゲート電極
２１７：共通電極 ２１９：ゲート絶縁膜
２２４：データ配線 ２２６：ソース電極
２２７：半導体層 ２２８：ドレイン電極
２３０：画素電極 ２３８：保護膜
２７０：第２基板 ２７３：ブラックマトリックス
２７５：カラーフィルタ層 ２７７：第２配向膜
２７９：オーバーコート層 ２８１：第１配向膜
２８８：液晶層
２１７：共通電極 ２１９：ゲート絶縁膜
２２４：データ配線 ２２６：ソース電極
２２７：半導体層 ２２８：ドレイン電極
２３０：画素電極 ２３８：保護膜
２７０：第２基板 ２７３：ブラックマトリックス
２７５：カラーフィルタ層 ２７７：第２配向膜
２７９：オーバーコート層 ２８１：第１配向膜
２８８：液晶層
Claims (13)
- 基板上に配向膜を塗布する段階と、
前記配向膜をラビングする段階と、
ラビング処理の後、前記基板の上または下に熱風が通るようにして前記配向膜の熱処理をする段階と、
熱処理の後、前記配向膜に光照射する段階と
を含み、
前記配向膜に熱処理をする段階は、前記基板の温度をＴｃとすれば、ラビング実施温度(Ｔｒ)＜Ｔｃ＜配向膜のグラス転移温度(Ｔｇ)の関係式を満足させる温度で、前記基板が加熱することを特徴とする液晶表示装置の配向膜形成方法。 - 前記配向膜に光照射する段階は、前記基板に熱処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記配向膜は、ポリイミド(polyimide)、ポリアミック酸(polyamic acid)、ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)、ポリビニールアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリアミド(polyamide)、ポリエチレン(polyethylene)、ポリスチレン(polystylene)、ポリペニルナプタルアミド(polyphenylenaphthalamide)、ポリエステル(polyester)、ポリウレタン(polyurethane)、ポリメチルメタクリレイト(polymethylmethacrylate)の中から選択された物質であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記光は、線偏光、部分偏光、非偏光されたＵＶ光を用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記光は、基板の全面に照射されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記光は、基板の一部分に照射されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記ラビング方向と光照射方向は、対称であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記ラビング方向と光照射方向は、非対称であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記ラビング方向と光照射方向は、一致することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記光は、前記基板に傾いて照射されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記光は、基板をスキャンしながら照射することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記基板は、角度を持って傾くことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
- 前記配向膜をラビングする段階の前に、前記配向膜は焼成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の配向膜形成方法。
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