액정표시소자의 제조방법 document_id A220517010005

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시소자에서 액정의 초기배향을 위한 배향막에 관한 것이다. 표시화면의 두께가 수 센치미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시소자(Flat Panel Display) 중에서 액정표시소자는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다. 액정표시소자는 일반적으로 컬러필터층이 형성된 컬러필터기판, 상기 컬러필터 기판과 대향되며 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판, 및 상기 컬러필터기판 및 박막트랜지스터기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다. 이와 같은 액정표시소자는 상기 액정층의 배향방향이 전압인가에 의해 변경되어 빛의 투과도가 조절됨으로써 화상이 재현되게 된다. 따라서, 전압인가를 위해서 상기 박막트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판에 전극이 형성되게 되는데, 박막트랜지스터 기판에 화소전극이 배치되고 컬러필터기판에 공통전극이 배치되어 양 기판 사이에 수직의 전계가 형성되는 경우(예로, TN(Twisted nematic)모드)도 있고, 박막트랜지스터 기판에 화소전극과 공통전극이 평행하게 배치되어 수평의 전계가 형성되는 경우(예로, IPS(In-plane Switching) 모드)도 있다. 도 1은 일반적인 TN 모드 액정표시소자의 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 박막트랜지스터 기판(10)에는 게이트 라인(12) 및 데이터 라인(14)이 교차 형성되어 있고, 그 교차영역에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소전극(16)이 형성되어 있다. 또한 컬러필터기판(20)에는 빛의 누설을 방지하기 위한 차광층(22)이 형성되어 있고, 차광층(22) 사이에 R, G, B의 컬러필터층(24)이 형성되어 있으며, 그 위에 공통전극(25)이 형성되어 있다. 여기서, 박막트랜지스터 기판(10)에 형성된 화소전극(16)과 컬러필터기판(20)에 형성된 공통전극(25) 사이에서 수직의 전계가 형성되고, 그에 따라 액정의 배향 방향이 조절되게 된다. 상기 구조의 양 기판(10, 20)은 그 후 합착 되어 하나의 액정패널을 형성하며, 이때, 양 기판(10, 20) 사이에는 액정층이 형성되게 된다. 한편, 상기 액정층이 양 기판(10, 20) 사이에서 임의로 배열되어 있으면 액정층의 일관된 분자배열을 얻기가 어려우므로, 도시하지는 않았지만, 박막트랜지스터기판(10) 및 컬러필터기판(20)에 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성된다. 이와 같은 액정의 초기 배향을 위한 배향막은 종래에는 주로 러빙배향법을 이용하여 형성하였다. 상기 러빙배향법은 기판 상에 폴리이미드와 같은 유기 고분자를 박막의 형태로 도포하고 경화시킨 후, 러빙포가 감겨진 러빙롤을 회전시켜 상기 박막 형태의 유기 고분자를 문지름으로써 유기 고분자의 쇄방향을 일정하게 정렬시키는 공정으로 이루어진다. 상기 러빙배향법에 의해 유기 고분자의 측쇄가 정렬된 방향으로 액정이 배향되게 되며, 따라서, 러빙롤의 이동방향이 액정의 배향방향이 되는 것이다. 그러나, 러빙배향법은 다음과 같은 단점이 있다. 첫째, 러빙포의 배열이 흐트러질 경우 빛샘의 문제가 발생될 수 있다. 도 2는 러빙포의 배열이 흐트러지는 경우를 보여주기 위한 개략적 사시도이다. 전술한 바와 같이 기판 위에는 박막트랜지스터, 컬러필터층, 및 전극층과 같은 구조물이 형성되어 있으므로, 도 2에서 알 수 있듯이, 러빙롤(30)이 기판(10 또는 20) 위에 형성된 상기 구조물 위를 회전할 때 러빙롤(30)에 감겨진 러빙포(32)의 일부(32a)에서 그 배열이 흐트러질 수 있다. 그와 같이 러빙포가 흐트러지면 흐트러진 러빙포에 의해 러빙된 기판 상의 영역은 유기 고분자가 정렬하지 못하게 되어, 결국, 그 영역에서 액정의 배향이 균일하지 못하여 빛샘이 발생되게 된다. 둘째, 러빙포가 기판과 접촉하지 못할 경우 빛샘의 문제가 발생할 수 있다. 도 3은 러빙포가 기판과 접촉하지 못하는 경우의 액정배열 상태를 보여주기 위한 개략적 사시도이다. 전술한 바와 같이 기판 위에는 화소전극 및 공통전극과 같은 전극층이 형성되어 있다. 따라서, 도 3과 같이, 기판(10) 위의 전극층의 단차로 인해서 러빙포(32)가 기판과 접촉하지 못하는 영역(A 영역)이 생기게 된다. 이 경우는 그 영역(A 영역)에서 액정의 배향이 균일하지 못하게 되어 결국 빛샘 현상이 발생되게 된다. 이와 같이, 러빙배향법은 러빙포의 배열이 흐트러지거나 또는 러빙포가 기판과 접촉하지 못하여 러빙이 원활히 수행되지 못함으로써 결국 빛샘이 발생되는 문제점을 안고 있다.