(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の突出部を有するパターンモールドを形成する段階と、
前記パターンモールド上に配向剤を塗布する段階と、
第１基板上に前記パターンモールドの前記突出部を接触させて、前記配向剤を前記第１基板上にプリントする段階と、
前記第１基板から前記パターンモールドを分離し、前記第１基板上に多数の配向パターンを形成させることにより、多重配向方向を有する第１配向フィルムを形成する段階と、
第２基板上に連続する単一の第２配向フィルムを形成する段階と、
前記配向パターン及び前記配向パターン間の露出領域は、多数の第１配向ドメイン及び多数の第２配向ドメインを各々形成し、
前記第１配向ドメインは、液晶分子を第１水平方向に配向させ、前記第２配向ドメインは、液晶分子を第２水平方向に配向させることにより、前記第１配向ドメインの配向方向と前記第２配向ドメインの配向方向が互いに異なるように配列された液晶分子を備える液晶層を前記第１及び第２配向フィルムの間に形成する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記配向剤を前記第１基板上にプリントする段階は、
前記パターンモールドの前記突出部を前記第１基板上に接触させる前に、前記第１基板上にベース配向膜を形成する段階と、
前記ベース配向膜上に多数の配向パターンを形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１配向ドメインの配向方向と前記第２配向ドメインの配向方向が互いに異なるように配列された液晶分子は、前記第１配向ドメイン及び前記第２配向ドメインでのプレチルト角又は方位角が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
多数の突起部を有するパターンモールドを接触させることによって形成される離隔された多数の配向パターンによって、多重配向方向を有する第１配向フィルムが形成された第１基板と、
連続する単一の第２配向フィルムが形成された第２基板と、
前記第１及び第２配向フィルム間に、前記多重配向方向によって配列された液晶分子を備える液晶層と、
を含み、
前記配向パターンは前記液晶分子を第１水平方向に配向させ、前記配向パターン間の露出領域は前記液晶分子を前記第１水平方向と異なる第２水平方向に配向させ、
前記第２配向フィルムと前記液晶層との間に別の配向フィルムを含まないことを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１配向フィルムは、第１配向ドメインと第２配向ドメインとを備え、前記第１配向ドメインと前記第２配向ドメインは、液晶分子のプレチルト角又は方位角が互いに異なることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１配向フィルムは、前記配向パターンの下部にベース配向膜をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶分子は、水平配向モード、ハイブリッドモード、ツイストネマティックモードまたは電界制御複屈折モードで配列されたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１配向フィルムの配向方向は、各サブ画素別に異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１配向フィルムは、各サブ画素内で多重配向方向を有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製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示（ＬＣＤ）装置に関し、特に紫外線を使用せずに、プレチルト角と方位角を調整することができる配向膜を有するＬＣＤ装置及びＬＣＤ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ装置は、電界を利用して液晶物質の光透過率特性を調節し、画像を表示する。したがって、ＬＣＤ装置は、一般的に、図１に示されたように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板１２０とカラーフィルタ基板１１０との間にギャップを維持するスペーサーを介在させることによって、互いに対向する２つの基板１１０、１２０を有するＬＣＤパネルを含み、ギャップは、液晶１０８で満たされる。
【０００３】
ＴＦＴ基板１２０は、複数のゲートライン１１２と、該ゲートラインと垂直交差するデータライン１１８と、ゲートライン１１２とデータライン１１８との交差部に形成された複数の薄膜トランジスタ１１６と、ＴＦＴ１１６に接続された画素電極１１４と、その上に塗布された下部配向膜とを含む。
【０００４】
カラーフィルタ基板１１０は、カラーフィルタ１０４と、光漏れを防止するためのブラックマトリクス１０２と、画素電極１１４と協同して垂直電界を形成する共通電極１０６と、その上に塗布された上部配向膜とを含む。
【０００５】
前記液晶は、画素電極１１４と共通電極１０６の間で発生する垂直電界によって駆動される。しかし、従来のＬＣＤ装置は、約９０度の視野角を有する。
【０００６】
視野角を改善するために、マルチドメイン技術が提案された。マルチドメイン技術では、光を利用して配向方向が調整されるように、配向膜が形成される。したがって、液晶分子は、様々な方向に整列されるように誘導される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
配向膜の配向方向を調整するために、配向膜に紫外線（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：ＵＶ）を照射する。しかし、従来のマルチドメイン技術は、配向膜と紫外線間の光化学反応によりラジカルを生成し、ＬＣＤ装置の残像を引き起こす。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、紫外線を使用せずに、ＬＣＤ装置の配向膜のプレチルト角及び方位角を調整することができるＬＣＤ装置及びＬＣＤ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と次の詳細な説明からさらに明らかになる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、上記目的及び他の目的は、液晶表示装置の製造方法により達成されることができる。液晶表示装置の製造方法は、多重配向方向を有する配向膜を形成する段階と、液晶分子が前記多重配向方向によって配向された液晶層を形成する段階と、を含む。
【００１１】
好ましくは、前記配向膜の配向方向は、液晶表示装置のサブ画素によって決定される。
【００１２】
好ましくは、前記配向膜は、サブ画素に対して多重配向方向を有する。
【００１３】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、複数の突出部を有するパターンモールドを形成する段階と、前記パターンモールド上に配向物質を蒸着する段階と、前記パターンモールドの前記突出部を基板上に接触させることによって、前記配向物質を前記基板上にプリントする段階と、前記基板から前記パターンモールドを分離する段階とを含む。
【００１４】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、第１基板上に垂直配向膜を形成する段階と、少なくとも１つの突出部を有するパターンモールドを用意する段階と、前記パターンモールド上に配向物質を蒸着する段階と、前記パターンモールドを第２基板上に加圧し、配向膜をプリントする段階と、前記第２基板から前記パターンモールドを分離する段階と、を含む。
【００１５】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、第１基板上に垂直配向膜または水平配向膜のうち１つを形成する段階と、第２基板上に水平配向膜を形成する段階と、少なくとも１つの突出部を有するパターンモールドを用意する段階と、前記パターンモールド上に配向物質を蒸着する段階と、前記パターンモールドを第２基板上に加圧し、前記配向膜を前記第２基板上にプリントする段階と、前記第２基板から前記パターンモールドを分離する段階と、を含む。
【００１６】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、第１基板上に水平配向膜を形成する段階と、第２基板上に水平配向膜を形成する段階と、少なくとも１つの突出部を有するパターンモールドを用意する段階と、前記パターンモールド上にポリマーを蒸着する段階と、前記パターンモールドを第２基板上に加圧し、前記第１基板または第２基板上に配向膜をプリントする段階と、前記第１基板または第２基板から前記パターンモールドを分離する段階と、を含む。
【００１７】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、前記液晶分子を第１基板に垂直に配向させるポリマー層を形成する段階と、第２基板上に水平配向膜を形成する段階と、少なくとも１つの突出部を有するパターンモールドを用意する段階と、前記パターンモールド上にポリマー物質を蒸着する段階と、前記パターンモールドを前記第２基板上に加圧し、前記ポリマー物質を前記第２基板上にプリントする段階と、前記第２基板から前記パターンモールドを分離する段階と、を含む。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、上記目的及び他の目的は、液晶表示装置の製造方法により達成される。液晶表示装置の製造方法は、多重プレチルト角を有する配向膜を形成する段階と、前記配向膜の多重プレチルト角によって液晶分子が配向された液晶層を形成する段階と、を含む。
【００１９】
好ましくは、前記プレチルト角は、各サブ画素別に形成される。
【００２０】
好ましくは、前記プレチルト角は、単一のサブ画素に対して形成される。
【００２１】
好ましくは、前記配向膜を形成する段階は、複数の突出部を有するパターンモールドを用意する段階と、前記突出部上に配向物質を蒸着する段階と、前記パターンモールドを前記突出部が基板に接触するように加圧し、前記配向物質を前記基板上にプリントする段階と、前記基板から前記パターンモールドを除去する段階と、を含む。
【００２２】
本発明のさらに他の態様によれば、上記目的及び他の目的は、液晶表示装置により達成される。液晶表示装置は、多重プレチルト角を有する配向膜と、前記プレチルト角に沿って液晶分子が配向された液晶層と、を含む。
【００２３】
好ましくは、前記プレチルト角は、各サブ画素別に形成される。
【００２４】
好ましくは、前記プレチルト角は、単一のサブ画素に対して形成される。
【００２５】
好ましくは、前記配向膜のプレチルト角は、前記液晶分子をホメオトロピック（Ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ）モード、水平モード及び垂直モードのうちいずれか１つのモードとハイブリッドモードに配向させる。
【００２６】
好ましくは、前記配向膜のプレチルト角は、前記液晶分子をツイストネマティックモードと電気制御複屈折モードに配向させる。
【００２７】
本発明のさらに他の実施例によれば、上記目的及び他の目的は、互いに対向する薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板と、前記基板の間に封止された液晶層と、を含む液晶表示装置によって達成される。液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタ基板上に前記第１及び第２配向ドメインを定義するパターンを有する第１配向膜と、前記カラーフィルタ基板上に形成された第２配向膜とを含む。
【００２８】
好ましくは、前記第１配向ドメインは、前記液晶層の液晶分子を前記薄膜トランジスタ基板に対して垂直に配向させる垂直配向膜である。
【００２９】
好ましくは、前記第２配向ドメインは、前記薄膜トランジスタ基板と平行な水平方向に液晶分子を配向するために前記パターンによって露出された薄膜トランジスタ基板である。
【００３０】
好ましくは、前記第２配向膜は、前記カラーフィルタ基板に対して垂直方向に前記液晶層の液晶分子を配向させる垂直配向膜である。
【００３１】
好ましくは、前記第１配向膜は、前記薄膜トランジスタ基板上に形成された第１配向層と、前記第１配向層上に形成された第２配向層と、を含む。
【００３２】
好ましくは、前記第１配向ドメインは、前記薄膜トランジスタ基板に対して垂直方向に前記液晶層の液晶分子を配向させる第１配向層である。
【００３３】
好ましくは、前記第２配向ドメインは、前記薄膜トランジスタ基板と平行な水平方向に前記液晶分子を配向させるために前記パターンによって露出された第２配向層である。
【００３４】
好ましくは、前記第２配向膜は、前記カラーフィルタ基板に対して垂直方向に前記液晶層の液晶分子を配向するための垂直配向膜である。
【００３５】
好ましくは、前記第２配向膜は、前記カラーフィルタ基板と平行な水平方向に前記液晶層の液晶分子を配向するための水平配向膜である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によるＬＣＤ装置及びＬＣＤの製造方法は、コンタクトプリンティング技術により配向膜が形成され、紫外線を照射せずに、互いに異なるプレチルト角を有するマルチドメインモードを具現することができる。
【００３７】
本発明の実施例は、上記で詳細に説明されたが、特許請求の範囲に定義された本発明の趣旨及び範囲を脱しない範囲内で様々に変形及び修正して実施されることができることが当業者にとって自明であろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
添付の図面を参照して本発明の例示的な実施例を詳しく記述する。同一または類似の部分を示すために、図面全体にわたって同一の参照番号が付される。本発明の主題を不明瞭にしないために、よく知られた機能及び構造は省略されうる。
【００３９】
本発明は、様々な実施例が可能であるが、特定の実施例が図面に図示され、ここで詳細に説明される。本明細書は、本発明の原理の例示として見なされるべきであり、本発明が特定の実施例に限定されるものではないことは自明であろう。
【００４０】
図２は、本発明の一実施例によるＬＣＤ装置の配向膜製造手順を示すブロック図である。
【００４１】
図２を参照すれば、ベース基板１２上に突出部１４ａ及び突出部１４ａの間に介在された溝１４ｂを形成することによって、パターンモールド１０を用意する。垂直配向層１６が、パターンモールド１０の表面上にコーティングされる。
【００４２】
前記突出部１４ａは、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、クロスリンクドノボラック樹脂（Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ  Ｎｏｖｏｌａｃ  Ｒｅｓｉｎ）のような弾性材料で形成され、ベース基板１２は、ガラスまたはプラスチックで形成される。前記パターンモールド１０は、弾性材料上に感光性物質を蒸着した後、露光及び現像することによって形成される。感光性物質は、フォトレジストまたはフォトアクリルなどの感光性有機物質である。
【００４３】
前記パターンモールド１０が形成された後、パターンモールド１０上にポリイミドが蒸着され、垂直配向層１６が形成される。垂直配向層１６が形成された後、パターンモールド１０がＬＣＤパネルの下部基板２０上に整列され、垂直配向層１６が下部基板２０と対向する。この時、下部基板２０は、プレベイキング（Ｐｒｅ−ｂａｋｉｎｇ）温度に加熱されるようにホットプレート１８上に固定される。
【００４４】
パターンモールド１０は、突出部１４ａ上にコーティングされた垂直配向層１６が下部基板２０の表面上にプリントされるように所定の時間の間下部基板上で加圧する。下部基板２０の表面上に垂直配向層１６をプリントするのに必要な圧力は、パターンモールドに加えられる重力で十分なので、追加的な加圧手段を必要としない。パターンモールド１０の突出部１４ａに蒸着された垂直配向層１６が、ＬＣＤパネルの下部基板２０の表面上にプリントされる。
【００４５】
下部基板２０の表面上にプリントされた垂直配向層１６がプレベイキングされ、溶媒が除去された後に、プレベイキング温度より高いハードベイキング温度でベイキングされる。したがって、ＬＣＤパネルの下部基板２０上に、図３に示されたようにパターンモールド１０の突出部１４ａと同一のパターン形態で垂直配向膜２６が形成される。
【００４６】
パターンモールド１０から下部基板２０が分離された後、パターンモールド１０は、次の配向膜形成工程に用いられるように紫外線（ＵＶ）とオゾン（Ｏ３）を使用して洗浄される。
【００４７】
垂直配向膜２６を有する下部基板２０は上部基板３０と当接するが、その上部基板３０上では、図４に示されたように、下部及び上部基板２０、３０の垂直配向膜２６、３６が互いに対向することと同様の方式で、他の垂直配向膜が形成される。下部及び上部基板２０、３０の垂直配向膜２６、３６の間の液晶分子２８は、基板２０に対して垂直方向に配向される。一方、垂直配向膜２６が形成されていない下部基板２０の一部と上部基板３０との間の液晶分子２８は、上部基板３０の近くで垂直方向に配向され、下部基板２０の近くで基板と平行に配向される。これにより、図４及び図５に示されたように、液晶分子２８は、垂直配向膜２６が下部基板２０上に形成された領域でホメオトロピック（Ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ）モードに、垂直配向膜２６が下部基板２０上に形成されていない領域でハイブリッド（Ｈｙｂｒｉｄ）モードに配向される。このように、サブ画素領域で液晶分子を異なるモードに配向させるマルチドメイン配向膜が具現される。
【００４８】
図６は、本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置の配向膜製造手順を示すブロック図である。
【００４９】
本発明の第２実施例による配向膜製造手順は、下部基板の表面上に形成された水平配向膜を除いて第１実施例による手順と同一である。これにより、同一または類似の構成要素に関する詳細な説明を省略する。
【００５０】
図６を参照すれば、パターンモールド１０の表面上にポリイミドをコーティングすることによって、垂直配向層１６が形成される。垂直配向層１６を有するパターンモールド１０は、ＬＣＤパネルの下部基板２０上に整列され、垂直配向層１６が水平配向層が形成された下部基板２０と対向するようにする。下部基板２０は、プレベイキング温度に加熱されたホットプレート１８上に固定される。垂直配向層１６を有するパターンモールド１０は、重力により提供される圧力で下部基板２０の水平配向膜２２上に加圧され、パターンモールド１０の突出部１４ａ上にコーティングされた垂直配向層１６が水平配向膜２２上にプリントされるように所定時間の間接触する。これにより、垂直配向層１６は、水平配向膜２２上にプリントされる。水平配向膜１２２上にプリントされた後、垂直配向層１６は、下部基板２０のプレベイキング温度でプレベイキングされ、溶媒が除去された後に、プレベイキング温度より高いハードベイキング（Ｈａｒｄ−ｂａｋｉｎｇ）温度でベイキングされる。これにより、下部基板の水平配向膜２２上にパターンモールド１０の突出部１４ａと同一のパターン形態で垂直配向膜２６が形成される。
【００５１】
水平配向膜２２及び垂直配向膜２６を有する下部基板２０は、それぞれの図７ａまたは図７ｂに示されたように、他の垂直配向膜３６または水平配向膜４６が形成された上部基板３０と当接する。
【００５２】
図７ａを参照すれば、上部基板３０に垂直配向膜３６が提供された場合に、下部基板２０及び上部基板３０の垂直配向膜２６、３６の間に基板３０、２０に垂直な方向に液晶分子２８が配向され、上部基板３０の垂直配向膜３６と下部基板２０の水平配向膜２２との間では、上部基板３０の近くで垂直方向に、また、下部基板２０の近くで下部基板２０、３０に平行な水平方向に配向される。この方式で、サブ画素領域で異なるモードに液晶分子を配向させるマルチドメイン配向膜が具現される。
【００５３】
図７ｂを参照すれば、上部基板３０に水平配向膜４６が提供される場合に、下部基板２０の露出された水平配向膜２２と上部基板３０の水平配向膜４６との間で、液晶分子２８は上下部基板３０、２０に平行な水平方向に配向され、上部基板３０の水平配向膜４６と下部基板２０の垂直配向膜２６との間で下部基板２０の近くで垂直方向に、また、上部基板３０の近くで上部基板３０に平行な水平方向に配向される。これにより、サブ画素領域内で液晶分子を異なるモードに配向させるマルチドメイン配向膜が具現される。
【００５４】
下部基板２０の水平配向膜２２上にプリントされた垂直配向膜２６は、配向ポリマー５０、例えばポリイミドまたはポリスチレンに代替されることができる。この場合、下部基板２０の水平配向膜２２上に配向ポリマー５０がパターニングされる。
【００５５】
図８ａを参照すれば、上部基板３０に水平配向膜４６が提供され、下部基板２０に水平配向膜２２上に形成された配向ポリマー５０が提供されれば、液晶分子２８は、下部基板２０の配向ポリマー５０と上部基板３０の水平配向膜４６との間でツイストネマティック（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）構造で配向され、下部基板２０の露出された水平配向膜２２と上部基板３０の水平配向膜４６との間で電気制御複屈折（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＥＣＢ）構造で配向される。
【００５６】
図８ｂに示されたように、上部基板３０に配向ポリマー５２が提供され、下部基板２０に水平配向膜２２上に形成されパターニングされた配向ポリマー５０が提供されれば、液晶分子２８は、下部及び上部基板２０、３０の配向ポリマー５０、５２の間でＴＮ構造で配向され、下部基板２０の水平配向膜２２と上部基板３０の配向ポリマー５２との間でＥＣＢ構造で配向される。
【００５７】
図９は、本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置の下部基板を示す概略図である。
【００５８】
図９を参照すれば、配向膜は、配向膜の配向方向が各サブ画素領域Ｐ１乃至Ｐ４で異なるように下部基板上に形成される。例えば、下部基板の配向膜は、配向ポリマーと水平配向膜を利用して各サブ画素Ｐ１乃至Ｐ４で互いに異なる配向方向を有するように形成される。この場合、上部基板に垂直配向膜が提供される場合、サブ画素領域の液晶分子は、広い視野角を達成することができるように互いに異なる配向構造でハイブリッドモードに配向される。
【００５９】
配向膜は、この実施例において様々な配向方向に形成されるが、本発明は、これに限定されず、プレチルト角が異なる配向物質を適用することによって、マルチドメイン構造を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によるＬＣＤ装置及びＬＣＤ装置の製造方法は、配向膜をプリントするためのパターンモールドを洗浄工程で繰り返して使用することができ、大量生産が可能であるという点から有利である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来のＬＣＤ装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるＬＣＤ装置の配向膜製造手順を示すブロック図である。
【図３】図２の手順によって製造された垂直配向膜を有する下部基板を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施例によるＬＣＤ装置を示す断面図である。
【図５】図４のＬＣＤ装置の配向膜を示す拡大平面図である。
【図６】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置の配向膜製造手順を示すブロック図である。
【図７ａ】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置を示す断面図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置を示す断面図である。
【図８ａ】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置を示す断面図である。
【図８ｂ】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施例によるＬＣＤ装置の配向膜を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  パターンモールド
１２  ベース基板
１４ａ  突出部
１４ｂ  溝
１６  垂直配向層
１８  ホットプレート
２０  基板
２２  水平配向膜
２６  垂直配向膜
２８  液晶分子
３０  基板
３６  垂直配向膜
４６  水平配向膜
５０  配向ポリマー
５２  配向ポリマー
【図１】
0005593033.tif 000002
【図２】
0005593033.tif 000003
【図３】
0005593033.tif 000004
【図４】
0005593033.tif 000005
【図６】
0005593033.tif 000006
【図７】
0005593033.tif 000007
【図８】
0005593033.tif 000008
【図９】
0005593033.tif 000009
【図１０】
0005593033.tif 000010
【図１１】
0005593033.tif 000011
【図５】
0005593033.tif 000012