KR101816273B1 - 포토마스크 및 그를 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 얼룩 불량을 방지할 수 있는 포토마스크 및 그를 사용한 액정표시장치의 제조방법을 개시한다. 포토마스크는, 자외선 영역의 빛을 투과시키는 투명 기판과, 상기 투명 기판의 표면에서 상기 자외선 영역의 빛을 차단하는 차광 층을 포함하고, 상기 차광 층은 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 흡수 층을 포함할 수 있다. 상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 자외선 영역의 빛을 선택적으로 차단하는 포토마스크 및 그를 이용한 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 대향되는 복수개의 기판들 사이에 형성된 액정을 포함할 수 있다. 액정은 복수개의 기판들 사이의 실런트에 의해 밀봉될 수 있다. 실런트는 복수개의 기판들의 합착 이후에 자외선 영역의 빛에 의해 경화될 수 있다. 하지만, 자외선 영역의 빛은 실런트 뿐만 아니라 액정에 조사되어 얼룩 불량을 발생시키는 원인으로 작용할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 자외선 영역의 빛을 제어할 수 있는 포토마스크 및 그를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 얼룩 불량을 방지할 수 있는 포토마스크 및 그를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 얼룩 불량을 방지할 수 있는 포토마스크 및 그를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 포토마스크는 투명 기판의 표면에 형성된 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 포토마스크는 자외선 영역의 빛을 투과시키는 투명 기판; 및 상기 투명 기판의 표면 상에서 상기 자외선 영역의 빛을 차단하는 차광 층을 포함한다. 여기서, 상기 차광 층은 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 흡수 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 상기 다결정질 규소는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투명 기판은 투과 영역과 차폐 영역을 포함하되, 상기 다결정질 규소 또는 상기 비정질 규소는 상기 차폐 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차광 층은 상기 차폐 영역의 상기 흡수 층 상에 형성된 반사 층을 더 포함할 수 있다. 상기 반사 층은 크롬을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다결정질 규소는 상기 투과 영역과 상기 차폐 영역을 포함한 상기 투명 기판의 전면에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 셀 영역들을 포함하는 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 하나의 상기 셀 영역들의 주변 영역에 실런트를 형성하는 단계; 상기 셀 영역들 내에 액정을 적하하는 단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합착하는 단계; 및, 포토마스크를 사용하여 자외선 영역의 빛으로 상기 실런트를 선택적으로 경화하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 포토마스크는, 상기 자외선 영역의 빛을 투과시키는 투명 기판과, 상기 투명 기판의 표면 상에서 상기 자외선 영역의 빛을 차단하는 차광 층을 포함한다. 상기 차광 층은 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 흡수 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실런트는 제 1 반응성 수지와, 제 1 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 제 1 광개시제는 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 상기 빛에 의해 반응될 수 있다. 상기 제 1 광개시제는 벤조인 에테르 또는 벤조페논/아민을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 액정 층은 제 2 반응성 수지와, 제 2 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 상기 빛에 반응될 수 있다. 상기 광개시제는 티오키산톤을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 상기 다결정질 규소는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 상기 다결정질 규소는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투명 기판은 투과 영역과 차폐 영역을 포함하되, 상기 다결정질 규소 또는 상기 비정질 규소는 상기 차폐 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차광 층은 상기 차폐 영역의 상기 흡수 층 상에 형성된 반사 층을 더 포함할 수 있다. 상기 반사 층은 크롬을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다결정질 규소는 상기 투과 영역과 상기 차폐 영역을 포함한 상기 투명 기판의 전면에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 셀 영역들을 포함하는 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 하나의 상기 셀 영역들의 주변 영역에 실런트를 형성하는 단계; 상기 셀 영역들 내에 액정을 적하하는 단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합착하는 단계; 및, 포토마스크를 사용하여 자외선 영역의 빛으로 상기 실런트를 선택적으로 경화하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 포토마스크는, 상기 자외선 영역의 빛을 투과시키는 투명 기판과, 상기 투명 기판의 표면 상에서 상기 자외선 영역의 빛을 차단하는 차광 층을 포함한다. 상기 차광 층은 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 흡수 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실런트는 제 1 반응성 수지와, 제 1 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 제 1 광개시제는 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 상기 빛에 의해 반응될 수 있다. 상기 제 1 광개시제는 벤조인 에테르 또는 벤조페논/아민을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 액정 층은 제 2 반응성 수지와, 제 2 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 상기 빛에 반응될 수 있다. 상기 광개시제는 티오키산톤을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 상기 다결정질 규소는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크는, 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛을 투과하고, 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛을 흡수하는 다결정질 규소의 흡수 층을 포함할 수 있다. 실런트는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 중합반응되는 제 1 광개시제를 포함할 수 있다. 액정은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 중합반응되는 제 2 광개시제를 포함할 수 있다. 따라서, 실런트는 포토마스크에서 투과되는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 선택적으로 경화될 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타내는 평면도들.
도 8은 빛의 파장 변화에 따른 다결정질 규소와, 비정질 규소 층의 투과율을 나타내는 그래프들.
도 9 내지 도 12는 도 5의 I-I 선상을 따라 절취된 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크를 나타내는 단면도들.
도 13은 빛의 파장 변화에 따른 실런트의 경화율을 나타낸 그래프.
도 14 내지 도 17은 도 7의 Ⅱ~Ⅱ 선상에서 액정의 배향 방법을 나타낸 공정 단면도들.
도 8은 빛의 파장 변화에 따른 다결정질 규소와, 비정질 규소 층의 투과율을 나타내는 그래프들.
도 9 내지 도 12는 도 5의 I-I 선상을 따라 절취된 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크를 나타내는 단면도들.
도 13은 빛의 파장 변화에 따른 실런트의 경화율을 나타낸 그래프.
도 14 내지 도 17은 도 7의 Ⅱ~Ⅱ 선상에서 액정의 배향 방법을 나타낸 공정 단면도들.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타내는 평면도들이다. 도 8은 빛의 파장 변화에 따른 다결정질 규소와 비정질 규소의 투과율을 나타내는 그래프들이다. 도 9 내지 도 12는 도 5의 I-I 선상을 따라 절취된 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크를 나타내는 단면도들이다. 도 13은 빛의 파장 변화에 따른 실런트의 경화율을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 박막트랜지스터 기판(미도시) 및 컬러필터 기판(20)이 제공될 수 있다. 박막트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판(20)은 각각 셀 영역들(32)과, 상기 셀 영역들(32) 외곽의 주변 영역들(34)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(32)은 박막트랜지스터 기판의 데이터 라인(미도시)과 게이트 라인(미도시)에 의해 정의되는 다수의 화소들(pixels, 미도시)을 포함할 수 있다. 주변 영역들(34)은 봉지 영역(미도시)과 커팅 영역(미도시)을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 박막트랜지스터 기판은 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 제 1 기판일 수 있다. 박막트랜지스터 기판은 스토리지 전극, 게이트 절연막, 보호막(passivation layer), 화소 전극, 및 제 1 배향막을 포함할 수 있다. 또한, 컬러필터 기판(20)은 컬러필터를 포함하는 제 2 기판일 수 있다. 컬러필터 기판(20)은 블랙 매트릭스 층, 공통 전극, 및 제 2 배향막을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 컬러필터 기판(20) 상에 실런트(36)를 형성할 수 있다. 실런트(36)은 주변 영역들(34)에서 셀 영역들(32)을 둘러쌀 수 있다. 실런트(36)는 컬러필터 기판(20) 상에 액체상태로 프린팅될 수 있다. 예를 들어, 실런트(36)는 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate) 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)과 같은 아크릴레이트 계의 제 1 반응성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 실런트(36)는 반응성 수지의 경화반응을 발생시키는 제 1 광개시제를 포함할 수 있다. 제 1 광개시제는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성하며, 제 1 반응성 수지의 경화반응을 유도할 수 있다. 제 1 광개시제는 내약품성이 우수한 벤조인 에테르(benzoin ether) 또는 벤조페논(benzophenone)/아민(amine)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤조인 에테르 또는 벤조페논/아민은 약 380nm 내지 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 컬러필터 기판(20)의 셀 영역들(32) 상에 액정(38)을 적하(dispense)할 수 있다. 액정(38)은 셀 영역들(32)의 중심에 적하될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)의 형성보다 이전에 적하될 수 있으며, 실런트(36)의 형성과 함께 동시에 적하될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)가 형성된 박막트랜지스터 기판(10) 또는 컬러필터 기판(20) 상에 적하될 수 있다.
액정(38)은 VA 모드, IPS 모드, TN 모드를 포함할 수 있다. 액정(38)은 시야각을 보상하기 위한 반응성 메소겐(RM: Reactive Mesogens)을 포함할 수 있다. 반응성 메소겐은 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 실리콘 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 계의 제 2 반응성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 액정(38)은 제 2 광개시제를 포함할 수 있다. 제 2 광개시제는 또는 티오키산톤(thioxanthone)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 티오키산톤은 약 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성할 수 있다. 제 2 광개시제는 360nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 상기 반응성 메소겐을 제 1 배향막 및 제 2 배향막에 연결시키는 반응을 유도할 수 있다.
도 4를 참조하면, 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)을 접합할 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)은 저진공 상태에서 접합될 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)은 챔버(미도시) 내에서 접합될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)보다 점성이 낮을 수 있다. 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)사이에서 셀 영역들(32)의 중심으로부터 가장자리까지 점진적으로 유동될 수 있다. 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)이 저진공에서 대기압에 노출되더라 셀 영역들(32) 내에서 일정 시간을 두고 충진될 수 있다. 예를 들어, 액정(38)은 챔버 외부의 대기압에서 약 1시간이 경과한 후에 셀 영역들(32) 내에 모두 충진될 수 있다. 실런트(36)는 주변 영역(34)에서 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)을 접착시킬 수 있다.
도 5와, 도 8 내지 도 12를 참조하면, 셀 영역들(32)을 차폐하는 포토마스크(40)를 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20) 상에 정렬할 수 있다. 포토마스크(40)를 이용하여 자외선 영역의 빛(56)을 실런트(36)에 선택적으로 입사할 수 있다. 예를 들어, 자외선 영역의 빛(56)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)의 합착 이후 챔버의 외부에서 약 1분 내지 2분 내에 입사될 수 있다. 이는, 후속 공정에서 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)의 틀어짐(mismatching)을 최소화할 수 있기 때문이다. 자외선 영역의 빛(56)은 수은방전관, 중수소램프와 같은 광원으로부터 생성될 수 있다. 광원은 약 200nm에서 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 생성할 수 있다. 액정(38)은 셀 영역들(32) 내에 부분적으로 충진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 액정(38)이 셀 영역들(32) 내에서 점진적으로 충진되기 때문이다. 예를 들어, 액정(38)은 사각형 모양을 갖는 셀 영역들(32)의 모서리까지 충진되지 못할 수 있다.
포토마스크(40)는 투과 영역(42)과 차폐 영역(44)을 포함할 수 있다. 투과 영역(42)은 실런트(36)를 노출시키고, 차폐 영역(44)은 셀 영역들(32)을 차폐할 수 있다. 차폐 영역(44)은 실런트(36)를 제외한 주변 영역(34)을 차폐할 수 있다. 포토마스크(40)는 투명 기판(46)과 차광 층(50)을 포함할 있다. 차광 층(50)은 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(poly Si, a) 또는 비정질 규소(amorphous-Si, b)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 다결정질 규소(a)는 380nm이상의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과시킬 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)을 포함하는 포토마스크(40)는 약 380nm 내지 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 또한 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다. 비정질 규소(b)는 500nm이상의 파장을 갖는 가시광 영역 및 적외선 영역의 빛을 투과시킬 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)로 이루어진 흡수 층(52)을 포함하는 포토마스크(40)에 대해 실시예를 들어 설명한다.
도 8 및 9를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 차폐 영역(44) 상에 적층된 흡수 층(52)과 반사 층(54)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)과 반사 층(54)은 차광 층(50)이 될 수 있다. 반사 층(54)은 크롬(Cr) 층을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)를 포함할 수 있다. 차폐 영역(44)으로 입사되는 자외선 영역의 빛(56)은 반사 층(54)에서 포토마스크(40)의 상부로 반사될 수 있다. 투과 영역(42)으로 입사된 빛(56)은 실런트(36)에 흡수될 수 있다. 투과 영역(42)에 투과된 빛(56)은 약 400nm이하의 파장 및 파장의 모든 자외선 영역을 포함할 수 있다. 빛(56)은 투과 영역(42)에 대응되는 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 포토마스크(40)로 반사될 수 있다.
박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 반사된 자외선 영역의 빛(56)은 흡수 층(52)에 흡수될 수 있다. 예를 들어, 비정질 규소(b) 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)은 반사 층(54)에서 셀 영역들(32)의 액정(38)에 재 반사될 수 있다. 액정(38)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응을 일으키지 않을 수 있다. 액정(38)의 제 2 광개시제는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응을 일으키기 때문이다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 차폐 영역(44) 상에 형성된 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 차폐 영역(44)에서 액정(38)을 중합반응시키는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)를 포함할 수 있다.
다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 액정(38)에 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과시킬 수 있다. 액정(38)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합 반응을 일으키지 않을 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 따라서, 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 차폐 영역(44)에서 액정(38)을 중합반응시키는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다
투명 기판(46)의 투과 영역(42)으로 투과된 빛(56)은 400nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역을 포함할 수 있다. 투과 영역(42)으로 투과된 빛(56)은 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 포토마스크(40)에 반사될 수 있다. 포토마스크(40)의 흡수 층(52)은 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 반사된 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 투과시킬 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 포토마스크(40) 상부로 투과시킬 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토마스크(40)은 액정(38) 중합반응에 따른 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 전면에 형성된 흡수 층(52)과, 차폐 영역(44)의 투명 기판(46) 상에 형성된 반사 층(54)을 포함할 수 있다. 반사 층(54)은 차폐 영역(44)에서 400nm이하의 모든 자외선 영역의 빛(56)을 포토마스크(40)의 상부로 반사시킬 수 있다. 흡수 층(52)은 투과 영역(42)에서 노출될 수 있다. 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하는 다결정질 규소(a)를 포함할 수 있다. 투과 영역(42)에서 노출되는 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)은 액정(38)의 중화반응을 유도하지 않을 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)은 실런트(36)를 선택적으로 경화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토 마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 전면에 형성된 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)은 실런트(36)를 선택적으로 경화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩을 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 13을 참조하면, 실런트(36)는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 반응하여 경화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 실런트(36)는 제 1 광개시제와, 제 1 반응성 수지를 포함할 수 있다. 제 1 광개시제는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 의해 라디칼을 생성할 수 있다. 또한, 라디칼은 제 1 반응성 수지의 경화 반응을 유도할 수 있다. 따라서, 실런트(36)는 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)에서 투과되는 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)에 의해 경화될 수 있다. 도 13의 가로축은 빛의 파장을 나타내고, 세로축은 경화율을 나타낸다. 경화율은 FT-IR(Fourier transform spectroscopy) 장치에 의해 계측될 수 있다.
도 7을 참조하면, 실런트(36)의 경화 후 소정 시간이 경과되면, 액정(38)은 셀 영역들(32)내에 모두 충진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 액정(38)은 대기압에서 약 1시간이상 경과되면, 셀 영역들(32)내에 모두 충진될 수 있다. 액정(38)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛에 의해 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)사이에서 다음과 같이 배향될 수 있다.
도 14 내지 도 17은 도 7의 Ⅱ~Ⅱ 선상에서 액정의 배향 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
도 14를 참조하면, 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)사이의 방향자들(37)과, 반응 메소겐들(39), 제 2 광개시제(미도시)을 포함할 수 있다. 방향자들(37)은 분극을 갖는 모노머를 포함할 수 있다. 방향자들(37)은 박막트랜지스터 기판(10)의 제 1 배향막(12)과, 컬러필터 기판(20)의 제 2 배향막(22)사이에서 일정한 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 방향자들(37)은 분극에 의해 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)에 수직 방향으로 배열될 수 있다.
도 15를 참조하면, 박막트랜지스터 기판(10)의 화소 전극(14))과, 컬러필터 기판(20)의 공통 전극(24)에 전원(60)에서 제공되는 전압을 인가하여 액정(38)의 방향자들(37)을 회전시킬 수 있다. 액정(38)의 방향자는 화소 전극(14)과 공통 전극 (24)사이에 유도되는 전기장을 따라 회전될 수 있다.
도 16을 참조하면, 액정(38)에 자외선 영역의 빛(56)을 조사하여 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 반응 메소겐들(39)을 연결(networking)시킬 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응되는 제 2 광개시제에 의해 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 연결될 수 있다. 제 2 광개시제는 약 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)에 의해 중합반응될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 가장 안정화(stabilization)될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 방향자들(37)을 따라 연결될 수 있다. 방향자들(37)은 화소 전극(14) 및 공통 전극(24)사이에 유도된 전기장(미도시)에 의해 회전되거나 기울어질 수 있다. 따라서, 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(14)의 표면에 일정한 선경사각(pretilt angle)으로 연결될 수 있다.
도 17을 참조하면, 화소 전극과, 공통 전극에 인가되는 전압의 전원(60)을 제거할 수 있다. 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 근접하는 방향자들(37)은 반응 메소겐들(39)에 의해 선경사각으로 배향될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 방향자들(37)을 속박시킬 수 있다. 즉, 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12) 및 제 2 배향막(22)에 근접하는 방향자들(37)의 선경사각을 고정시킬 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20) 사이의 중심에 위치된 방향자들(39)은 분극에 의해 수직방향으로 배열될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타내는 평면도들이다. 도 8은 빛의 파장 변화에 따른 다결정질 규소와 비정질 규소의 투과율을 나타내는 그래프들이다. 도 9 내지 도 12는 도 5의 I-I 선상을 따라 절취된 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크를 나타내는 단면도들이다. 도 13은 빛의 파장 변화에 따른 실런트의 경화율을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 박막트랜지스터 기판(미도시) 및 컬러필터 기판(20)이 제공될 수 있다. 박막트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판(20)은 각각 셀 영역들(32)과, 상기 셀 영역들(32) 외곽의 주변 영역들(34)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(32)은 박막트랜지스터 기판의 데이터 라인(미도시)과 게이트 라인(미도시)에 의해 정의되는 다수의 화소들(pixels, 미도시)을 포함할 수 있다. 주변 영역들(34)은 봉지 영역(미도시)과 커팅 영역(미도시)을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 박막트랜지스터 기판은 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 제 1 기판일 수 있다. 박막트랜지스터 기판은 스토리지 전극, 게이트 절연막, 보호막(passivation layer), 화소 전극, 및 제 1 배향막을 포함할 수 있다. 또한, 컬러필터 기판(20)은 컬러필터를 포함하는 제 2 기판일 수 있다. 컬러필터 기판(20)은 블랙 매트릭스 층, 공통 전극, 및 제 2 배향막을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 컬러필터 기판(20) 상에 실런트(36)를 형성할 수 있다. 실런트(36)은 주변 영역들(34)에서 셀 영역들(32)을 둘러쌀 수 있다. 실런트(36)는 컬러필터 기판(20) 상에 액체상태로 프린팅될 수 있다. 예를 들어, 실런트(36)는 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate) 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate)과 같은 아크릴레이트 계의 제 1 반응성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 실런트(36)는 반응성 수지의 경화반응을 발생시키는 제 1 광개시제를 포함할 수 있다. 제 1 광개시제는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성하며, 제 1 반응성 수지의 경화반응을 유도할 수 있다. 제 1 광개시제는 내약품성이 우수한 벤조인 에테르(benzoin ether) 또는 벤조페논(benzophenone)/아민(amine)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤조인 에테르 또는 벤조페논/아민은 약 380nm 내지 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 컬러필터 기판(20)의 셀 영역들(32) 상에 액정(38)을 적하(dispense)할 수 있다. 액정(38)은 셀 영역들(32)의 중심에 적하될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)의 형성보다 이전에 적하될 수 있으며, 실런트(36)의 형성과 함께 동시에 적하될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)가 형성된 박막트랜지스터 기판(10) 또는 컬러필터 기판(20) 상에 적하될 수 있다.
액정(38)은 VA 모드, IPS 모드, TN 모드를 포함할 수 있다. 액정(38)은 시야각을 보상하기 위한 반응성 메소겐(RM: Reactive Mesogens)을 포함할 수 있다. 반응성 메소겐은 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 실리콘 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 계의 제 2 반응성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 액정(38)은 제 2 광개시제를 포함할 수 있다. 제 2 광개시제는 또는 티오키산톤(thioxanthone)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 티오키산톤은 약 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 라디칼을 생성할 수 있다. 제 2 광개시제는 360nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛에 의해 상기 반응성 메소겐을 제 1 배향막 및 제 2 배향막에 연결시키는 반응을 유도할 수 있다.
도 4를 참조하면, 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)을 접합할 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)은 저진공 상태에서 접합될 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)은 챔버(미도시) 내에서 접합될 수 있다. 액정(38)은 실런트(36)보다 점성이 낮을 수 있다. 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)사이에서 셀 영역들(32)의 중심으로부터 가장자리까지 점진적으로 유동될 수 있다. 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)이 저진공에서 대기압에 노출되더라 셀 영역들(32) 내에서 일정 시간을 두고 충진될 수 있다. 예를 들어, 액정(38)은 챔버 외부의 대기압에서 약 1시간이 경과한 후에 셀 영역들(32) 내에 모두 충진될 수 있다. 실런트(36)는 주변 영역(34)에서 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)을 접착시킬 수 있다.
도 5와, 도 8 내지 도 12를 참조하면, 셀 영역들(32)을 차폐하는 포토마스크(40)를 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20) 상에 정렬할 수 있다. 포토마스크(40)를 이용하여 자외선 영역의 빛(56)을 실런트(36)에 선택적으로 입사할 수 있다. 예를 들어, 자외선 영역의 빛(56)은 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)의 합착 이후 챔버의 외부에서 약 1분 내지 2분 내에 입사될 수 있다. 이는, 후속 공정에서 박막트랜지스터 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)의 틀어짐(mismatching)을 최소화할 수 있기 때문이다. 자외선 영역의 빛(56)은 수은방전관, 중수소램프와 같은 광원으로부터 생성될 수 있다. 광원은 약 200nm에서 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 생성할 수 있다. 액정(38)은 셀 영역들(32) 내에 부분적으로 충진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 액정(38)이 셀 영역들(32) 내에서 점진적으로 충진되기 때문이다. 예를 들어, 액정(38)은 사각형 모양을 갖는 셀 영역들(32)의 모서리까지 충진되지 못할 수 있다.
포토마스크(40)는 투과 영역(42)과 차폐 영역(44)을 포함할 수 있다. 투과 영역(42)은 실런트(36)를 노출시키고, 차폐 영역(44)은 셀 영역들(32)을 차폐할 수 있다. 차폐 영역(44)은 실런트(36)를 제외한 주변 영역(34)을 차폐할 수 있다. 포토마스크(40)는 투명 기판(46)과 차광 층(50)을 포함할 있다. 차광 층(50)은 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(poly Si, a) 또는 비정질 규소(amorphous-Si, b)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 다결정질 규소(a)는 380nm이상의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과시킬 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)을 포함하는 포토마스크(40)는 약 380nm 내지 약 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 또한 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다. 비정질 규소(b)는 500nm이상의 파장을 갖는 가시광 영역 및 적외선 영역의 빛을 투과시킬 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)로 이루어진 흡수 층(52)을 포함하는 포토마스크(40)에 대해 실시예를 들어 설명한다.
도 8 및 9를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 차폐 영역(44) 상에 적층된 흡수 층(52)과 반사 층(54)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)과 반사 층(54)은 차광 층(50)이 될 수 있다. 반사 층(54)은 크롬(Cr) 층을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)를 포함할 수 있다. 차폐 영역(44)으로 입사되는 자외선 영역의 빛(56)은 반사 층(54)에서 포토마스크(40)의 상부로 반사될 수 있다. 투과 영역(42)으로 입사된 빛(56)은 실런트(36)에 흡수될 수 있다. 투과 영역(42)에 투과된 빛(56)은 약 400nm이하의 파장 및 파장의 모든 자외선 영역을 포함할 수 있다. 빛(56)은 투과 영역(42)에 대응되는 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 포토마스크(40)로 반사될 수 있다.
박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 반사된 자외선 영역의 빛(56)은 흡수 층(52)에 흡수될 수 있다. 예를 들어, 비정질 규소(b) 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있다.
다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)은 반사 층(54)에서 셀 영역들(32)의 액정(38)에 재 반사될 수 있다. 액정(38)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응을 일으키지 않을 수 있다. 액정(38)의 제 2 광개시제는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응을 일으키기 때문이다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 차폐 영역(44) 상에 형성된 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 차폐 영역(44)에서 액정(38)을 중합반응시키는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)를 포함할 수 있다.
다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 액정(38)에 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과시킬 수 있다. 액정(38)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 중합 반응을 일으키지 않을 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 따라서, 다결정질 규소(a) 또는 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 차폐 영역(44)에서 액정(38)을 중합반응시키는 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다
투명 기판(46)의 투과 영역(42)으로 투과된 빛(56)은 400nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역을 포함할 수 있다. 투과 영역(42)으로 투과된 빛(56)은 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 포토마스크(40)에 반사될 수 있다. 포토마스크(40)의 흡수 층(52)은 박막트랜지스터 기판(10)의 상부 표면에서 반사된 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 투과시킬 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 다결정질 규소(a)의 흡수 층(52)은 380nm 내지 400nm정도의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 포토마스크(40) 상부로 투과시킬 수 있다. 비정질 규소(b)의 흡수 층(52)은 400nm이하의 파장을 갖는 모든 자외선 영역의 빛(56)을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토마스크(40)은 액정(38) 중합반응에 따른 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 전면에 형성된 흡수 층(52)과, 차폐 영역(44)의 투명 기판(46) 상에 형성된 반사 층(54)을 포함할 수 있다. 반사 층(54)은 차폐 영역(44)에서 400nm이하의 모든 자외선 영역의 빛(56)을 포토마스크(40)의 상부로 반사시킬 수 있다. 흡수 층(52)은 투과 영역(42)에서 노출될 수 있다. 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하는 다결정질 규소(a)를 포함할 수 있다. 투과 영역(42)에서 노출되는 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)은 액정(38)의 중화반응을 유도하지 않을 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)은 실런트(36)를 선택적으로 경화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토 마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩 불량을 방지할 수 있다.
도 8 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)는 투명 기판(46)의 전면에 형성된 흡수 층(52)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 다결정질 규소(a)을 포함할 수 있다. 흡수 층(52)은 380nm이하의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 흡수하고, 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)을 투과할 수 있다. 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)은 실런트(36)를 선택적으로 경화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)는 액정(38)의 중합반응에 따른 얼룩을 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 13을 참조하면, 실런트(36)는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 반응하여 경화될 수 있다. 상술한 바와 같이, 실런트(36)는 제 1 광개시제와, 제 1 반응성 수지를 포함할 수 있다. 제 1 광개시제는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 자외선 영역의 빛(56)에 의해 라디칼을 생성할 수 있다. 또한, 라디칼은 제 1 반응성 수지의 경화 반응을 유도할 수 있다. 따라서, 실런트(36)는 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 포토마스크(40)에서 투과되는 380nm 내지 400nm의 파장 자외선 영역의 빛(56)에 의해 경화될 수 있다. 도 13의 가로축은 빛의 파장을 나타내고, 세로축은 경화율을 나타낸다. 경화율은 FT-IR(Fourier transform spectroscopy) 장치에 의해 계측될 수 있다.
도 7을 참조하면, 실런트(36)의 경화 후 소정 시간이 경과되면, 액정(38)은 셀 영역들(32)내에 모두 충진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 액정(38)은 대기압에서 약 1시간이상 경과되면, 셀 영역들(32)내에 모두 충진될 수 있다. 액정(38)은 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛에 의해 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)사이에서 다음과 같이 배향될 수 있다.
도 14 내지 도 17은 도 7의 Ⅱ~Ⅱ 선상에서 액정의 배향 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
도 14를 참조하면, 액정(38)은 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)사이의 방향자들(37)과, 반응 메소겐들(39), 제 2 광개시제(미도시)을 포함할 수 있다. 방향자들(37)은 분극을 갖는 모노머를 포함할 수 있다. 방향자들(37)은 박막트랜지스터 기판(10)의 제 1 배향막(12)과, 컬러필터 기판(20)의 제 2 배향막(22)사이에서 일정한 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 방향자들(37)은 분극에 의해 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20)에 수직 방향으로 배열될 수 있다.
도 15를 참조하면, 박막트랜지스터 기판(10)의 화소 전극(14))과, 컬러필터 기판(20)의 공통 전극(24)에 전원(60)에서 제공되는 전압을 인가하여 액정(38)의 방향자들(37)을 회전시킬 수 있다. 액정(38)의 방향자는 화소 전극(14)과 공통 전극 (24)사이에 유도되는 전기장을 따라 회전될 수 있다.
도 16을 참조하면, 액정(38)에 자외선 영역의 빛(56)을 조사하여 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 반응 메소겐들(39)을 연결(networking)시킬 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 자외선 영역의 빛(56)에 중합반응되는 제 2 광개시제에 의해 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 연결될 수 있다. 제 2 광개시제는 약 380nm이하의 파장 자외선 영역의 빛(56)에 의해 중합반응될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 가장 안정화(stabilization)될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 방향자들(37)을 따라 연결될 수 있다. 방향자들(37)은 화소 전극(14) 및 공통 전극(24)사이에 유도된 전기장(미도시)에 의해 회전되거나 기울어질 수 있다. 따라서, 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(14)의 표면에 일정한 선경사각(pretilt angle)으로 연결될 수 있다.
도 17을 참조하면, 화소 전극과, 공통 전극에 인가되는 전압의 전원(60)을 제거할 수 있다. 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에 근접하는 방향자들(37)은 반응 메소겐들(39)에 의해 선경사각으로 배향될 수 있다. 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12)과 제 2 배향막(22)의 표면에서 방향자들(37)을 속박시킬 수 있다. 즉, 반응 메소겐들(39)은 제 1 배향막(12) 및 제 2 배향막(22)에 근접하는 방향자들(37)의 선경사각을 고정시킬 수 있다. 박막트랜지스터 기판(10)과 컬러필터 기판(20) 사이의 중심에 위치된 방향자들(39)은 분극에 의해 수직방향으로 배열될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 박막트랜지스터 기판 20: 컬러필터 기판
40: 포토마스크 50: 차광 층
60: 전원
40: 포토마스크 50: 차광 층
60: 전원
Claims (9)
- 셀 영역들을 포함하는 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계;
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 하나의 상기 셀 영역들의 주변 영역에 실런트를 형성하는 단계;
상기 셀 영역들 내에 액정을 적하하는 단계;
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합착하는 단계; 및
포토마스크를 사용하여 자외선 영역의 빛으로 상기 실런트를 선택적으로 경화하는 단계를 포함하고,
상기 포토마스크는, 상기 자외선 영역의 빛을 투과시키는 투명 기판과, 상기 투명 기판의 표면 상에서 상기 자외선 영역의 빛을 차단하는 차광 층을 포함하고, 상기 차광 층은 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 흡수 층 및 상기 흡수 층 상에 배치된 반사 층을 포함하고,
상기 흡수 층은 상기 투명 기판 및 상기 반사 층 사이에 배치되고, 상기 투명 기판과 상기 제1 기판은 서로 마주보도록 배치되고, 상기 흡수 층은 소정의 파장보다 작은 제 1 파장을 갖는 자외선을 흡수하고, 상기 소정의 파장보다 큰 제 2 파장을 갖는 자외선을 투과시키고,
상기 반사 층은 상기 흡수 층을 투과하는 상기 제 2 파장을 갖는 상기 자외선을 반사시키며, 상기 반사 층에서 반사된 상기 제 2 파장을 갖는 상기 자외선은 상기 액정에 제공되고, 상기 제 2 파장을 갖는 상기 자외선은 상기 액정의 중합 반응을 일으키지 않으며,
상기 실런트는 제 1 반응성 수지와, 제 1 광개시제를 포함하고, 상기 액정은 제 2 반응성 수지와 제 2 광개시제를 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광개시제는 380nm 내지 400nm의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛에 의해 반응되는 액정표시장치의 제조방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 광개시제는 벤조인 에테르, 또는 벤조페논 또는 아민을 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 광개시제는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 빛에 반응되는 액정표시장치의 제조방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 광개시제는 티오키산톤을 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 흡수 층은 다결정질 규소 또는 비정질 규소를 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 다결정질 규소는 380nm이하의 파장을 갖는 상기 자외선 영역의 상기 빛을 흡수하는 액정표시장치의 제조방법.
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