KR20080112547A - 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20080112547A
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Abstract

배향 불량을 억제할 수 있는 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 액정 표시 장치는 유기막 산 구조 또는 돌기 구조에서 산화물 배향막을 형성한 표시 기판을 포함한다. 액정 표시 장치는 색 필터가 박막 트랜지스터 기판과 대응하는 대향 기판에 형성된 경우와 박막 트랜지스터 기판에 형성된 경우를 포함한다. 유기막 산 구조나 돌기 구조가 형성된 면에는 패턴되지 않은 투명 전극을 적용할 수 있다. 산화물 배향막은 실리콘 산화물, 마그네슘 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있고, 특히 실리콘 산화물의 경우 x 조성의 범위에 따라 액정 배향성을 조절할 수 있다.
산화물 배향막, SiOx, 산 구조, 돌기 구조

Description

표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치{DISPLAY SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARUTUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절단한 개략 단면도이다.
도 3 는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 개략 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 제1 표시 기판 200: 제2 표시 기판
110: 게이트 라인 120: 데이터 라인
112: 게이트 전극 122: 소스 전극
124: 드레인 전극 114: 게이트 절연막
126: 절연성 보호막 130: 화소 전극
210: 블랙 매트릭스 230: 색 필터
240: 오버 코트막 250: 공통 전극
260: 산구조 유기막 270: 돌기
280: 컬럼 스페이서
본 발명은 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직 무기 배향막을 갖는 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 어레이 기판, 컬러필터 기판 및 액정층으로 이루어진다. 액정층은 다수의 액정분자를 포함하고, 어레이 기판과 컬러필터 기판과의 사이에 개재된다. 어레이 기판과 컬러필터 기판의 표면에는 액정층에 포함된 다수의 액정분자들을 일정 방향으로 배열시키기 위한 배향막이 구비된다. 배향막은 크게 수평 배향막과 수직 배향막으로 구분되며, 수평 배향막은 액정층에 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자들을 기판 표면에 대해서 평행 배열을 유도하는 특성을 갖고, 수직 배향막은 액정층에 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자들을 기판의 표면에 대해서 소정의 각도로 기울어지도록 배열시키는 특성을 갖는다.
종래에는 수평 배향막과 수직 배향막이 폴리 이미드계 물질로 이루어진다. 특히 수직 배향막은 액정과의 정전기력에 의해 초기 수직 배향을 유도하는 측쇄 사슬이 중합된 폴리 이미드계 물질을 처리 기판 상에 인쇄한 후 베이크 및 큐어링 공정을 거쳐서 완성된다. 이러한 방식에서는 액체 상태의 용액을 전사 면에 코팅한 다음 용매 성분을 휘발시키기 때문에 기판 면에 경사를 가진 구조물이 추가된 구조에서 균일한 두께의 막을 형성하기 어렵게 된다. 예를 들어, 안 발림, 수직 배향 틀림 등의 불량이 일어날 수 있다. 안 발림 현상이란 산 이나 돌기 정상부위가 배향 용액의 점성에 의해 액막 코팅 후 안 발린 영역이 나타나는 것이며, 수직 배향 틀림이란 경사 구조물의 양 끝단부나 경사부를 따라 액정이 눕게 되는 현상을 말한다.
따라서, 본 발명은 표시 기판 면에 경사 또는 돌출 구조물이 있는 경우에도 균일한 액정 배향을 유도할 수 있는 표시 기판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 표시 기판을 제조하는 데 특히 적합한 표시 기판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 표시 기판을 갖는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 기판은 색 필터, 공통 전극, 셀갭 유지부, 유기물의 액정 배향 보조부 및 산화물 배향막을 포함한다. 상기 색 필터는 절연 기판 상에 형성된다. 상기 공통 전극은 상기 색 필터 상에 형성된다. 상기 셀갭 유지부는 상기 공통 전극 상에 형성된다. 상기 액정 배향 보조부는 상기 공통 전극 상에 형성되며, 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는다. 상기 산화물 배향막은 상기 액정 배향 보조부가 형성된 상기 공통 전극 상에 형성되어 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버한다. 이때, 상기 공통 전극은 상기 색 필터 상에 전면적으로 형성된다.
상기 액정 배향 보조부는 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 액정 배향 보조부는 비 연속적인 돌기 형상을 가질 수 있다.
상기 산화물 배향막은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물 및 마그네슘 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 기판의 제조 방법에 따르면, 절연 기판 상에 색 필터를 형성한다. 상기 색 필터 상에 전면적으로 공통 전극을 형성한다. 상기 공통 전극 상에 셀갭 유지부 및 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는 유기물의 액정 배향 보조부를 형성한다. 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버하는 산화물 배향막을 형성한다. 이때, 상기 산화물 배향막은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 증기증착법 중 어느 하나의 방법으로 성막된다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 제1 표시 기판, 상기 제1 표시 기판과 대향하는 제2 표시 기판, 및 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함한다. 상기 제2 표시 기판은 제2 절연 기판 상에 형성된 색 필터, 상기 색 필터 상에 전면적으로 형성된 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 형성된 셀갭 유지부, 액정 배향 보조부 및 산화물 배향막을 포함한다. 상기 액정 배향 보조부는 상기 공통 전극 상에 유기물로 형성되며, 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는다. 상기 산화물 배향막은 상기 액정 배향 보조부가 형성된 상기 공통 전극 상에 형성되 어 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시 기판, 제2 표시 기판, 액정층, 셀갭 유지부, 유기물의 액정 배향 보조부를 포함한다. 상기 제1 표시 기판은 제1 절연 기판 상에 형성된 제1 전계 생성 전극을 포함한다. 상기 제2 표시 기판은 상기 제1 표시 기판과 대향하며, 제2 절연 기판 상에 형성된 제2 전계 생성 전극을 포함한다. 상기 액정층은 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 형성된다. 상기 셀갭 유지부는 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 위치하여 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판간의 거리를 일정 간격으로 유지한다. 상기 액정 배향 보조부는 상기 제2 전계 생성 전극 위에 형성되며, 상기 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는다.
이러한 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 따르면, 액정 정렬과 응답 속도를 향상시키고, 배향막의 안 발림 현상 및 수직 배향 틀림 문제를 해결할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막 (층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치의 개략적인 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절단한 개략 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 개략 단면도이다.
상기 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시 기판(100)과 이에 대응하는 제2 표시 기판(200)과 상기 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(200) 사이에 형성된 액정층(300)을 포함한다.
상기 제1 표시 기판(100)은 제1 절연 기판(101)과, 제1 절연 기판(101) 상에서 일 방향으로 연장하는 다수의 게이트 라인들(110)과, 게이트 라인들(110)과 교차하는 다수의 데이터 라인들(120)과, 게이트 라인(110)과 데이터 라인(120)에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(130)을 포함한다.
상기 게이트 라인(110)은 예를 들어, 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 게이트 라인(110)의 일부가 상하로 돌출하여 게이트 전극(112)을 이룬다. 게이트 라인(110)의 끝단에는 게이트 패드가 형성된다.
상기 데이터 라인(120)은 예를 들어, 주로 세로 방향으로 뻗어 있고, 그 일부가 돌출하여 소스 전극(122)을 이룬다. 데이터 라인(120)의 끝단에는 데이터 패드가 형성된다. 여기서는 직선형의 데이터 라인(120)을 예시하였으나, 데이터 라인은 소정의 굽은 영역을 가질 수도 있고, 이때는 화소 전극이 데이터 라인의 굽은 영역을 따라 형성될 수도 있다. 한편, 드레인 전극(124)은 게이트 전극(112) 상에 서 소스 전극(122)과 일정 간격으로 이격되도록 형성된다.
상기 게이트 라인(110)은 Al, Nd, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo 등과 같은 금속 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 게이트 라인(110)은 단일층 뿐 아니라 복수 금속층의 다중층으로 형성될 수 있다. 즉, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속을 포함하는 제1 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속을 포함하는 제2 금속층을 포함하는 이중층으로 형성할 수도 있다. 또한, 상기 데이터 라인(120), 소스 전극(122) 및 드레인 전극(124)도 상술한 금속으로 형성될 수 있고, 다중층으로 형성될 수도 있다.
각각의 화소 영역에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(110)에 접속된 게이트 전극(112)과, 데이터 라인(120)에 접속된 소스 전극(122)과, 화소 전극(130)에 접속된 드레인 전극(124)과, 게이트 전극(112)과 소스 전극(122) 및 드레인 전극(124) 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막(114) 및 활성층(116)과, 활성층(116)의 적어도 일부에 형성된 오믹 접촉층(118)을 포함한다. 이때 오믹 접촉층(118)은 채널부를 제외한 활성층(116) 상에 형성될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(110)에 공급되는 신호에 응답하여 데이터 라인(120)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(130)에 충전되도록 한다.
박막 트랜지스터(TFT)의 상부에는 절연성 보호막(126)이 형성된다. 상기 보호막(126)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율의 유기막으로 형성될 수도 있다. 물론 무기 절연막과 유기막의 이중층으 로 형성될 수도 있다.
상기 화소 전극(130)은 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(200) 사이에 전계를 생성하기 위한 전극이다. 상기 화소 전극(130)은 보호막(126) 상에 형성되며 드레인 전극(124)과 콘택홀(128)을 통해 연결된다. 화소 전극(130)은 액정의 배열 방향을 조정하기 위한 도메인 규제수단으로 제1, 제2 및 제3 절개 패턴들(131, 132, 133)을 갖는다. 상기 제1 절개 패턴(131)은 화소 전극(130)을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되며, 제2 및 제3 절개 패턴들(132, 133)은 반분된 화소 전극(130)의 상하부에 각각 사선 방향으로 형성된다. 제1 절개 패턴(131)은 화소 전극(130)의 우측 가장자리에서 좌측 가장자리를 향해 뻗어 있으며, 그 입구인 우측 가장자리 측이 확장되어 있다. 상기 제2 및 제3 절개 패턴들(132, 133)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다. 이러한 제1, 제2 및 제3 절개 패턴들(131, 132, 133)은 프린지 필드(Fringe Field)의 방향을 4 방향으로 고르게 분산시킨다.
한편, 화소 전극(130)이 형성된 제1 절연 기판(101) 상에는 액정층(300)에 포함된 액정 분자들을 일정한 방향으로 배열시키기 위한 제1 산화물 배향막(410)이 형성된다.
제2 표시 기판(200)은 제2 절연 기판(201) 상에 형성되는 블랙 매트릭스(210), 색 필터(230), 오버 코트막(240), 공통 전극(250), 셀갭 유지부(280) 및 산구조 유기막(260)을 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(210)는 박막 트랜지스터(TFT) 영역 및 인접한 화소 영역들 사이에 형성되어 화소 영역 이외의 영역으로 빛이 새는 것과 인접한 화소 영역 들 사이의 광 간섭을 방지한다. 즉, 블랙 매트릭스(210)는 제1 표시 기판(100)의 화소 전극(130) 영역을 개방하는 개구부를 갖는다.
상기 색 필터(230)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 구분되게 형성되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광으로 각각 투과시키기 위해 블랙 매트릭스(210)의 개구부를 덮도록 형성된다. 색 필터(230)의 배면 상에는 유기물질로 이루어진 오버 코트막(240)이 형성된다. 한편, 오버 코트막(240)은 제품 사양에 따라 제거될 수 있다.
상기 공통 전극(250)은 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(200) 사이에 전계를 생성하기 위한 전극으로써, 상기 색 필터(230) 상에 형성된다. 본 실시예에서, 공통 전극(250)은 패터닝되지 않고 색 필터(230) 상에 전면적으로 형성된다. 따라서, 공통 전극(250)의 패터닝 공정이 제거된다.
상기 셀갭 유지부(280)는 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(200) 사이에 위치하여, 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(200)간의 거리를 일정 간격으로 유지시킨다. 셀갭 유지부(280)는 예를 들어, 제2 표시 기판(200)의 공통 전극(250) 상에 산구조 유기막(260)과 동일한 유기물로 형성된다. 셀갭 유지부(280)는 개구율 저하를 방지하기 위하여 블랙 매트릭스(210) 상에 형성된다.
상기 산구조 유기막(260)은 액정 배향을 보조하기 위하여, 액정층(300)을 프리틸트시키는 경사면을 갖는다. 예를 들어, 산구조 유기막(260)은 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상으로 형성된다. 이러한 산구조 유기막(260)은 수직 배향(Vertically Aligned, VA) 액정모드에서 프린지 필드를 이용하 여 액정을 구동시킴에 있어 라이징 타임을 개선하여 액정의 응답속도를 빠르게 하기 위한 것으로서, 공통 전극(250) 상에 유기물을 코팅한 후 패터닝하여 형성한다. 이때, 상기 산구조 유기막(260)은 수직 배향 액정 모드에서 전압인가 순간에 발생하는 랜덤 플로우(Random FLow) 현상을 조절하기 위해 픽셀 도메인(Pixel Domain) 영역에 프리틸트(Pre-tilt) 효과를 주며, 액정 표시 장치의 전체 영역에서 액정의 눕는 방향을 균일하게 조절할 수 있다. 한편, 도 1의 산구조 유기막(260)에서 실선은 산구조 유기막(260)의 정상 영역이며, 점선은 다수개의 산구조 유기막들(260) 사이의 골 영역이다.
산구조 유기막(260)이 형성된 공통 전극(250) 상에는 산구조 유기막(260) 및 공통 전극(250)을 커버하는 제2 산화물 배향막(420)이 형성된다. 공통 전극(250) 및 산구조 유기막(260) 위에 연속적으로 성막된 제2 산화물 배향막(420)을 통하여 액정 배향을 조절 할 수 있다.
제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 폴리 이미드계의 고분자 용액을 수지판으로 기판에 전사하는 액상 코팅 방법 대신, 예를 들어 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학기상증착법 또는 예를 들어 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리기상증착법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 증기증착(evaporation)법에 의해 제조될 수 있다.
제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 무기물 재료로서 예를 들어 SiO2 또는 SiO등의 실리콘 산화물(SiOx), 마그네슘 산화물(MgO), 티타늄 산화물(TiO2) 등을 포함할 수 있다. 그 중에서도 제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 실리콘 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 실리콘 산화물을 이용한 배향막을 포함하는 액정 표시 장치는 광에 대한 우수한 안정성을 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 그 표면에 형성되어 있는 요철에 의하여 소정의 거칠기, 즉 표면 조도를 갖는데, 예를 들어 VA(Vertical Alignment) 모드 액정 표시 장치에 적용되는 경우, 제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 그 위에 위치하는 액정 분자의 선경사각이 약 80o 내지 약 90o가 되도록 한다.
이러한 제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)의 유전 상수는 증착 방법 및 증착 조건에 따라 변화되며, 이에 따라 배향 특성을 조절할 수 있다. 무기물 타겟을 이용한 플라즈마 박막 형성 방법의 경우에는 특히 기판과 타겟이 평행하게 위치하고 있는 상태에서 형성해야 기판과 타겟이 서로 경사지게 위치하고 있는 경우와 달리 기판 전면에 걸쳐 균일한 두께를 갖도록 배향막이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 산화물 배향막들(410, 420)은 예를 들어, 약 500Å 내지 약 3000Å 범위의 평균 두께를 가짐으로써, 각 부위에서 액정 분자의 선경사각을 제어하기가 용이하면서도 구동 전압의 상승 없이 액정 표시 장치의 구동이 가능해 소비 전력이 증가되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 3에 도시된 제2 표시 기판의 제조 방법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
제2 표시 기판(200)의 제조를 위하여, 제2 절연 기판(201) 상에 블랙 매트릭 스(210)을 형성한 후, 색 필터(230)를 형성한다.
이어서, 상기 색 필터(230) 상에 오버 코트층(240)을 형성하고, 오버 코트층(240) 상에 전면적으로 공통 전극(250)을 형성한다. 이와 달리, 오버 코트층(250)의 형성 없이, 색 필터(230) 상에 바로 공통 전극(250)을 형성할 수 있다.
이어서, 공통 전극(250) 상에 셀갭 유지부(280) 및 산구조 유기막(260)을 형성한다.
이어서, 산구조 유기막(260) 상에 제2 산화물 배향막(420)을 형성한다. 제2 산화물 배향막(420)은 앞서 설명한 바와 같이, 폴리 이미드계의 고분자 용액을 수지판으로 기판에 전사하는 액상 코팅 방법 대신, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학기상증착법, 스퍼터링(sputtering)법, 증기증착(evaporation)법 등에 의해 제조될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 개략적인 단면도이다. 도 4에서, 돌기를 제외한 나머지 구성요소는 도 2에 도시된 것과 동일한 구성을 가지므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고 그와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 색 필터(230)가 있는 제2 표시 기판(200)의 공통 전극(250) 상에는 산구조 유기막 대신, 소정 영역이 돌출된 돌기(270)가 형성된다. 돌기(270)는 화소 전극(130)의 절개부(135)와 서로 중첩되지 않도록 비 연속적으로 엇갈리게 형성된다. 돌기(270)와 절개부(135)는 액정층(300)에 작용하는 전계의 방향을 변형시키며, 돌기(270)와 절개부(135)를 경계로 액정층(300)의 배열이 변경 되면서 각 화소에 다중 도메인이 형성된다. 또한, 다중 도메인이 형성되면서 액정층(300)의 시야각이 증가된다.
한편, 산구조 유기막과 마찬가지로 돌기(270) 구조에서도 돌기(270) 위에 연속적인 제2 산화물 배향막(420)을 성막하여 액정 배향을 조절 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 액정 표시 장치는 액정 정렬과 응답 속도를 향상시키기 위해 제1 및 제2 표시 기판 중 어느 하나의 전계 생성 전극 위에 돌기 형태의 구조물을 형성하였을 경우, 금속 산화물 막이 액정층 사이에 삽입된 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 제2 표시 기판에 색 필터가 형성된 경우 이에 대응하는 제1 표시 기판 상에 패턴된 투명 전극이 존재하고, 이에 대응하는 제2 표시 기판에는 패턴되지 않은 투명 전극이 형성되고 그 위에 셀갭 유지부와 돌기가 형성된 구조를 가질 수 있다. 이때, 셀갭 유지부에 해당하는 컬럼 스페이서는 제2 표시 기판과 제1 표시 기판 사이의 간격을 지지하는 구조물로서, 돌기와 동일 물질로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예들에서 기술한 산구조와 돌기 구조를 이루는 재료는 각각 감광성 수지를 포함하며, 감광성 수지는 각각 광 산발생제(photoacid generator)를 포함할 수 있다.
또한, 액정 표시 장치는 색 필터가 박막 트랜지스터가 형성된 제1 표시 기판과 대응하는 제2 표시 기판에 형성된 경우와 박막 트랜지스터가 형성된 제1 표시 기판에 형성된 경우를 모두 포함할 수 있다. 이때, 산구조 유기막이나 돌기 구조가 형성된 표시 기판에는 패턴되지 않은 투명 전극을 적용할 수 있다. 따라서, 투명 전극에 대한 패턴 공정을 추가적으로 실시하지 아니하여도, 충분한 배향 정렬 효과를 얻을 수 있다.
산화물 배향막은 SiO2 또는 SiO등의 실리콘 산화물(SiOx), 마그네슘 산화물(MgO), 티타늄 산화물(TiO2) 등이 될 수 있고, 특히 실리콘 산화물(SiOx)의 경우 x 조성의 범위에 따라 액정 배향성을 조절할 수 있다. 비극성을 가지는 Si-Si 결합이 주로 존재하는 SiO 박막과, 강한 극성을 가지는 Si-O 결합이 주로 존재하는 SiO2 박막은 표면에 존재하는 쌍극자(dipole)의 분포 밀도에 차이가 발생한다. 즉, 강한 쌍극자간 교환력은 산소 함량이 많은 SiO2에 가까울수록 커지게 된다. 하지만 x 조성이 낮은 경우, 산소 공정에서의 가시광선 흡수가 증가하기 때문에 투과도 향상 측면에서 최적화 될 필요가 있다. 이와 같은 배향 원리로 인해 알킬 계열의 측쇄 사슬을 이용한 폴리 이미드 계열의 배향막에 비해 기판 면의 기하학적 구조에 영향을 덜 받게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 기판 평탄화 또는 패턴을 위한 감광성 유기막을 이용하여 산구조 또는 돌기 구조를 형성하고 산화물을 배향 유도 막으로 형성하는데 특징이 있다. 이때, 산화물 예컨대 실리콘 산화물을 압력, 온도 또는 증착 기판과 증착 소스 간의 경사 각도 등의 조건을 변경하여 증착하였을 경우 표면 구조물에 무관하게 수평, 수직 또는 경사 방향의 배향 효과를 얻을 수 있게 된다. 산화물 배향막의 표면 구조(morphology)는 액정 배향에 영향을 끼치지 아니하고, 오직 배 향막과 액정과의 상호 작용력에 의해서 액정 배향이 유도되기 때문에, 러빙이나 이온 빔 조사와 같은 배향 표면 처리 공정을 삭제할 수 있다.
따라서, 유기 용액을 도포하였을 경우에 발생하는 안 발림 현상, 수직 배향 틀림 문제를 해결할 수 있게 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 절연 기판 상에 형성된 색 필터;
    상기 색 필터 상에 형성된 공통 전극;
    상기 공통 전극 상에 형성된 셀갭 유지부;
    상기 공통 전극 상에 형성되며, 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는 유기물의 액정 배향 보조부; 및
    상기 액정 배향 보조부가 형성된 상기 공통 전극 상에 형성되어 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버하는 산화물 배향막을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 색 필터 상에 전면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 비 연속적인 돌기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화물 배향막은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물 및 마그네슘 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기 액정 배향 보조부는 상기 셀갭 유지부와 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 절연 기판 상에 색 필터를 형성하는 단계;
    상기 색 필터 상에 전면적으로 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 상에 셀갭 유지부 및 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는 유기물의 액정 배향 보조부를 형성하는 단계; 및
    상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버하는 산화물 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 비 연속적인 돌기 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 산화물 배향막은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물 및 마그네슘 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 산화물 배향막은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 증기증착법 중 어느 하나의 방법으로 성막되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  12. 제1 절연 기판 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 제1 표시 기판;
    상기 제1 표시 기판과 대향하는 제2 표시 기판; 및
    상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함하며,
    상기 제2 표시 기판은,
    제2 절연 기판 상에 형성된 색 필터;
    상기 색 필터 상에 전면적으로 형성된 공통 전극;
    상기 공통 전극 상에 형성된 셀갭 유지부;
    상기 공통 전극 상에 형성되며, 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는 유기물의 액정 배향 보조부; 및
    상기 액정 배향 보조부가 형성된 상기 공통 전극 상에 형성되어 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버하는 산화물 배향막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 비 연속적인 돌기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제1 절연 기판 상에 형성된 제1 전계 생성 전극을 포함하는 제1 표시 기판;
    상기 제1 표시 기판과 대향하며, 제2 절연 기판 상에 형성된 제2 전계 생성 전극을 포함하는 제2 표시 기판;
    상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 위치하여 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판간의 거리를 일정 간격으로 유지하는 셀갭 유지부; 및
    상기 제2 전계 생성 전극 위에 형성되며, 상기 액정층을 프리틸트시키는 경사면을 갖는 유기물의 액정 배향 보조부를 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전계 생성 전극은 상기 제2 절연 기판 상에 전면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 양의 경사면과 음의 경사면이 반복되는 연속적인 산 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부는 비 연속적인 돌기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 액정 배향 보조부가 형성된 상기 공통 전극 상에 형성되어 상기 액정 배향 보조부 및 상기 공통 전극을 커버하는 산화물 배향막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 산화물 배향막은 실리콘 산화물, 티타늄 산화물 및 마그네슘 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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