KR20150030026A - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시패널은 서로 이격되어 결합된 제1 표시기판, 제2 표시기판 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판은 실리콘 무기물을 포함하는 무기막들을 포함한다. 상기 액정층은 상기 무기막들에 수직하게 배향된 배향 분자들 및 상기 무기막들 사이에 수직하게 배향된 액정 분자들을 포함한다. 액정표시패널의 제조방법은 상기 액정 분자들의 수직 배향을 위해 상기 무기막들의 표면처리단계를 포함한다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND MATHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 수직배향모드 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 그밖에 상기 액정표시장치는 편광판과 같은 광학필름을 더 포함한다.
액정표시패널은 서로 이격되어 배치된 2개의 베이스 기판들과 그 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 액정층에 전계가 형성되면, 상기 액정층에 포함된 액정 분자들의 배열이 변화된다. 상기 액정 분자들의 변화된 배열에 따라 상기 액정층을 투과하는 광의 투과율이 결정된다.
상기 액정표시패널은 상기 액정 분자들이 배향방식에 따라 수평배향모드, 수직배향모드, 비틀린 네마틱모드 등으로 구분된다.
본 발명은 유기 배향막이 생략된 수직배향모드 액정표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 액정표시패널을 제조하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 서로 이격되어 결합된 제1 표시기판, 제2 표시기판 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
상기 제1 표시기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 화소전극들, 및 상기 복수 개의 화소전극들을 커버하고 실리콘 무기물을 포함하는 제1 무기막을 포함한다.
상기 제2 표시기판은 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 공통전극, 및 상기 공통전극 상에 배치되고 상기 실리콘 무기물을 포함하는 제2 무기막을 포함한다.
상기 액정층은 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막에 수직하게 배향된 배향 분자들 및 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막 사이에 수직하게 배향된 액정 분자들을 포함한다.
상기 실리콘 무기물은 실리콘 옥사이드 및 실리콘 나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막은 1㎚ 내지 1000㎚의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이의 셀갭을 유지하는 복수 개의 스페이서들을 더 포함한다. 상기 복수 개의 스페이서들은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 무기막은 상기 복수 개의 스페이서들을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막에 결합된 반응성 메조겐을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법은 상기 제1 표시기판을 형성하는 단계, 상기 제2 표시기판을 형성하는 단계, 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막을 표면 처리하는 단계, 실런트를 사이에 두고, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계, 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이에 배향 분자들 및 액정 분자들을 포함하는 액정 혼합물을 주입하는 단계를 포함한다.
상기 표면 처리하는 단계는, 상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판을 80℃ 내지 120℃에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 열처리하는 단계를 포함한다.
상기 표면 처리하는 단계는, 상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막에 자외선을 조사하는 단계를 포함한다.
상기 표면 처리하는 단계는, 상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막을 산소 플라즈마 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 서로 이격되어 결합된 제1 표시기판, 제2 표시기판 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
상기 제1 표시기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 유기막, 상기 유기막 상에 배치되고 실리콘 무기물을 포함하는 제1 무기막, 및 상기 유기막 상에 배치된 복수 개의 화소전극들을 포함한다.
상기 제2 표시기판은 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 공통전극을 포함한다.
상술한 바에 따르면, 상기 액정표시패널은 유기 배향막을 생략할 수 있다. 폴리이미드와 같은 유기 배향막을 구비하지 않더라도, 상기 배향 분자들과 상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막의 상호작용에 의해 상기 액정 분자들은 수직배향될 수 있다. 상기 액정표시패널은 제조공정이 단순하고, 제조단가가 저렴하다. 또한, 불균일하게 형성된 유기 배향막으로부터 유발되는 빛샘 불량을 방지할 수 있다.
상기 액정표시패널의 제조방법은 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 표면처리하는 단계를 포함한다. 상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막이 표면처리됨으로써 상기 액정 분자들의 수직 배향성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 무기막 상에 배치된 배향 분자들과 액정 분자들을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 무기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 검사용 액정표시패널의 이미지이다.
도 7은 유기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 검사용 액정표시패널의 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널과 유기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 액정표시패널의 비교 이미지이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 10은 스페이서를 포함하는 액정표시패널의 이미지들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 무기막 상에 배치된 배향 분자들과 액정 분자들을 확대 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 처리 실시에 따른 액정표시패널의 이미지이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 처리 실시에 따른 액정표시패널의 이미지이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블럭도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다. 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선에 단면을 도시하였다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(DP), 신호제어부(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 및 백라이트 유닛(BLU)를 포함한다.
상기 액정표시패널(DP)은 복수 개의 신호배선들 및 상기 복수 개의 신호배선들에 연결된 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)을 포함한다. 상기 복수 개의 신호배선들은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 포함한다. 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며 제2 방향(DR2)으로 배열된다. 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)과 절연되게 교차한다.
상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm) 각각은 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 게이트 라인 및 대응하는 데이터 라인에 연결된다.
상기 신호제어부(100)는 입력 영상신호들(RGB)을 수신하고, 상기 입력 영상신호들(RGB)을 상기 액정표시패널(DP)의 동작에 부합하는 영상데이터들(R'G'B')로 변환한다. 또한, 상기 신호제어부(100)는 각종 제어신호(CS), 예를 들면 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭신호, 및 데이터 인에이블신호 등을 입력받고, 제1 및 제2 제어신호들(CONT1, CONT2)를 출력한다. 또한, 상기 신호제어부(100)는 상기 백라이트 유닛(BLU)을 제어하는 제3 제어신호(CONT3)를 출력한다. 상기 제3 제어신호(CONT3)는 디밍신호를 포함할 수 있다.
상기 게이트 구동부(200)는 상기 제1 제어신호(CONT1)에 응답하여 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 게이트 신호들을 출력한다. 상기 제1 제어신호(CONT1)는 상기 게이트 구동부(200)의 동작을 개시하는 수직개시신호, 게이트 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭신호 및 상기 게이트 전압의 온 펄스폭을 결정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함한다.
상기 데이터 구동부(300)는 상기 제2 제어신호(CONT2) 및 상기 영상데이터들(R'G'B')을 수신한다. 상기 데이터 구동부(300)는 상기 영상데이터들(R'G'B')을 데이터 전압들로 변환하여 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)에 제공한다.
상기 제2 제어신호(CONT2)는 상기 데이터 구동부(300)의 동작을 개시하는 수평개시신호, 상기 데이터 전압들의 극성을 반전시키는 반전신호 및 상기 데이터 구동부(300)로부터 상기 데이터 전압들이 출력되는 시기를 결정하는 출력지시신호 등을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 제3 제어신호(CONT3)에 응답하여 상기 액정표시패널(DP)에 광을 제공한다. 상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 광을 생성하는 발광소자를 포함한다. 상기 백라이트 유닛(BLU)은 직하형 또는 엣지형 중 어느 하나일 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 상기 액정표시패널(DP)은 영상을 표시하는 표시영역(DA)과 상기 표시영역(DA)에 인접한 비표시영역(NDA)으로 구분된다. 상기 표시영역(DA)은 후술하는 것과 같이, 블랙 매트릭스의 배치에 따라 차광영역(LSA)과 복수 개의 투과영역들(TA)로 구분된다. 상기 복수 개의 투과영역들(TA)은 상기 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광을 통과시킨다. 상기 차광영역(LSA)은 상기 백라이트 유닛으로부터 생성된 광을 차단시킨다.
상기 액정표시패널(DP)은 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2)을 포함한다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)은 두께 방향(DR3, 이하 제3 방향)으로 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)은 상기 비표시영역(NDA)에서 실런트(SM)에 의해 결합된다. 상기 실런트(SM)의 높이에 따라 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이의 셀갭이 결정된다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이에 액정층(미 도시)이 배치된다.
도 1에 도시된 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn), 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm), 및 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 중 어느 하나에 배치된다. 상기 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 및 상기 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 차광영역(LSA)에 중첩하게 배치된다. 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 상기 복수 개의 투과영역들(TA)에 대응하게 배치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제1 표시기판(DS1)은 제1 베이스 기판(SUB1), 게이트 라인(GLi), 데이터 라인들(DLj, DLj+1), 복수 개의 절연층들(10, 20), 화소(PXij), 및 제1 무기막(NOL1)을 포함한다. 상기 제1 표시기판(DS1)은 기준전압이 인가된 공통라인(CLi)을 더 포함할 수 있다. 상기 기준전압은 후술하는 공통전극(CE)에 인가된 전압과 동일한 전압일 수 있다.
도 3 및 도 4는 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm: 도 1 참조) 중 i번째 게이트 라인(GLi) 및 j번째 데이터 라인(DLj)에 연결된 화소(PXij)를 예시적으로 도시하였다. 상기 화소(PXij)는 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 화소전극(PE)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 차광영역(LSA)에 중첩하게 배치될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 i번째 게이트 라인(GLi) 및 상기 j번째 데이터 라인(DLj)에 연결된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 i번째 게이트 라인(GLi)에 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 j번째 데이터 라인(DLj)에 인가된 상기 데이터 전압을 화소전극(PE)에 출력한다. 상기 화소전극(PE)은 상기 데이터 전압에 대응하는 화소전압을 수신한다. 상기 복수 개의 화소들(PX11~PXnm)은 상기 화소(PXij)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 화소(PXij)의 구성은 변경될 수도 있다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 실리콘 기판 등과 같은 투명한 기판일 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)과 상기 i번째 게이트 라인(GLi)이 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치된다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)에 연결된다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)과 상기 i번째 게이트 라인(GLi)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 또는 각각의 합금을 포함한다. 상기 게이트 전극(GE)과 상기 i번째 게이트 라인(GLi)은 알루미늄층과 다른 금속층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
상기 공통라인(CLi)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)과 동일한 층상에 배치된다. 상기 공통라인(CLi)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 상기 게이트 전극(GE), 상기 i번째 게이트 라인(GLi), 상기 공통라인(CLi)을 커버하는 게이트 절연층(10)이 배치된다. 상기 게이트 절연층(10) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하는 반도체층(AL)이 배치된다. 상기 게이트 절연층(10) 상에는 미 도시된 오믹 컨택층이 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(10) 상에 상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1)이 배치된다. 상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 또는 각각의 합금을 포함한다. 상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1)은 알루미늄층과 다른 금속층(예컨대, 크롬 또는 몰리브덴)을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1) 중 상기 j번째 데이터 라인(DLj)에 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극(SE)이 연결된다. 상기 소오스 전극(SE)은 상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
상기 게이트 절연층(10) 상에 상기 소오스 전극(SE)과 이격되어 배치된 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소오스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체층(AL)에 각각 중첩한다.
상기 게이트 절연층(10) 상에 상기 소오스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE), 및 상기 데이터 라인들(DLj, DLj+1)을 커버하는 평탄화층(20)이 배치된다. 상기 평탄화층(20)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치된 하나의 유기막을 포함한다.
상기 평탄화층(20) 상에 상기 화소전극(PE)이 배치된다. 상기 화소전극(PE)은 상기 평탄화층(20)을 관통하는 관통홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결된다.
한편, 상기 화소전극(PE)의 형상은 도 3에 도시된 형상에 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서 상기 화소전극(PE)은 복수 개의 슬릿들을 포함할 수 있다.
상기 화소전극(PE)은 투명한 도전성 물질을 포함한다. 상기 화소전극(PE)은 투명한 도전성 무기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 화소전극(PE)은 인듐주석산화물(ITO), 또는 인듐아연산화물(IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 평탄화층(20) 상에 상기 제1 무기막(NOL1)이 배치된다. 상기 제1 무기막(NOL1)은 상기 화소전극(PE)을 커버한다. 상기 제1 무기막(NOL1)은 수분 등으로부터 상기 화소전극(PE)을 보호한다. 뿐만 아니라 상기 제1 무기막(NOL1)은 상기 액정층(LCL)의 배향에도 영향을 미친다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상기 제1 무기막(NOL1)은 실리콘 무기물을 포함한다. 예컨대, 상기 제1 무기막(NOL1)은 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 제1 무기막(NOL1)은 1㎚ 내지 1000㎚의 두께를 갖는다. 상기 화소(PXij)에 형성된 전계가 기준 이하로 감소되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 무기막(NOL1)은 1000㎚ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 표시기판(DS2)은 제2 베이스 기판(SUB2), 블랙 매트릭스(BM), 컬러필터(CF), 공통전극(CE) 및 제2 무기막(NOL2)을 포함한다. 상기 제2 표시기판(DS2)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 실리콘 기판 등과 같은 투명한 기판일 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 영역은 상기 차광영역(LSA)으로 정의된다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 복수 개의 개구부들(BM-OP)를 포함한다. 도 4에는 하나의 화소(PXij)에 대응하는 하나의 개구부(BM-OP)를 도시하였다. 실질적으로 상기 개구부(BM-OP)는 상기 투과영역(TA)를 정의한다.
상기 컬러필터(CF)는 상기 투과영역(TA)에 중첩한다. 상기 제2 표시기판(DS2)은 서로 다른 컬러를 갖는 컬러필터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 컬러필터들 중 일부는 레드, 다른 일부는 그린, 또 다른 일부는 블루 컬러를 가질 수 있다.
상기 공통전극(CE)은 상기 블랙 매트릭스(BM)와 상기 컬러필터(CF) 상에 배치된다. 별도로 도시하지 않았으나, 상기 제2 표시기판(DS2)은 상기 블랙 매트릭스(BM)와 상기 컬러필터(CF)를 커버하는 평탄화층을 더 포함할 수 있다. 상기 공통전극(CE)은 상기 평탄화층 상에 배치될 수 있다.
상기 공통전극(CE)은 투명한 도전성 물질을 포함한다. 상기 공통전극(CE)은 투명한 도전성 무기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 공통전극(CE)은 인듐주석산화물(ITO), 또는 인듐아연산화물(IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 공통전극(CE) 상에 상기 제2 무기막(NOL2)이 배치된다. 상기 제2 무기막(NOL2)은 상기 제1 무기막(NOL1)처럼 실리콘 무기물을 포함한다. 상기 제2 무기막(NOL2)은 1㎚ 내지 1000㎚의 두께를 갖는다. 상기 제2 무기막(NOL2)은 수분 등으로부터 상기 공통전극(CE)을 보호한다. 상기 제2 무기막(NOL2) 역시 상기 제1 무기막(NOL1)과 같은 이유에서 상기 액정층(LCL)의 배향에 영향을 미친다. 한편, 상기 공통전극(CE)의 구성물질에 따라 상기 제2 무기막(NOL2)은 생략될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 컬러필터(CF) 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 배치될 수도 있다. 또한, 상기 공통전극(CE)은 복수 개의 도메인을 형성하는 복수 개의 슬릿들을 포함할 수도 있다.
상기 액정층(LCL)은 액정 분자들과 상기 액정 분자들의 배향을 제어하는 배향 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 상기 제1 무기막(NOL1)과 상기 제2 무기막(NOL2) 사이에 수직 배향된다.
도 5는 제1 무기막 상에 배치된 배향 분자들과 액정 분자들을 확대 도시한 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여 액정층(LCL)에 대해 좀 더 상세히 검토한다. 도 5는 제1 무기막(NOL1)에 대한 액정층(LCL)의 배향 구조만을 도시하였으나, 상기 제2 무기막(NOL2)에 대한 액정층(LCL)의 배열도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 액정 분자들(LM)과 상기 배향 분자들(LAM)은 액정 혼합물의 형태로 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이에 주입된다. 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 액정 분자들(LM)과 유사한 구조를 갖기 때문에 상기 액정 분자들(LM)과 잘 혼합된다. 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 액정 혼합물에 대하여 0.001wt% 내지 5.0wt% 범위의 중량비를 가질 수 있다.
상기 배향 분자들(LAM)은 코어부, 꼬리부, 극성부를 포함한다. 상기 극성부는 상기 코어부의 일단에 연결되고, 상기 꼬리부는 상기 코어부의 타단에 연결된다.
상기 코어부는 바이페닐, 벤젠, 또는 싸이클로 헥산 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 극성부는 히드록시기(OH) 또는 아미노기(NH2)를 포함할 수 있다. 상기 꼬리부는 종속적으로 연결된 복수 개의 알킬기들을 포함할 수 있다. 상기 꼬리부는 3개 내지 10개의 알킬기를 포함할 수 있다.
아래의 화학분자식 1 내지 4는 상기 배향 분자들(LAM)을 예시적으로 나타낸다. 화학분자식 1 내지 4와 달리 상기 극성부는 2개 또는 3개의 히드록시기(OH) 또는 아미노기(NH2)를 포함할 수 있다.
[화학분자식 1]
Figure pat00001
[화학분자식 2]
Figure pat00002
[화학분자식 3]
Figure pat00003
[화학분자식 4]
Figure pat00004
상기 제1 무기막(NOL1)은 유기물을 포함하는 상기 평탄화층(20)과 상기 배향 분자들(LAM) 및 상기 액정 분자들(LM)이 접촉되지 않도록 상기 평탄화층(20)을 커버한다. 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1)과 물리적으로 반응한다. 친수성(hydrophilic)을 갖는 상기 배향 분자들(LAM)의 상기 극성부는 상기 제1 무기막(NOL1)과 상호작용한다. Anisotropic Hydrophilic Interaction에 의해 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1)에 수직하게 배열된다. 상기 배향 분자들(LAM)의 상기 극성부의 상기 히드록시기(OH) 또는 상기 아미노기(NH2) 상기 제1 무기막(NOL1)의 산소 또는 수소와 수소결합한다. 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 상에서 하나의 배향 분자층을 형성한다. 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제2 무기막(NOL2, 도 4 참조) 상에서 다른 하나의 배향 분자층을 형성할 수 있다.
상기 액정 분자들(LM)은 상기 배향 분자들(LAM)에 의해 수직배향된다. 상기 액정 분자들(LM)은 유전율 이방성 상수가 마이너스인 네마틱 액정일 수 있다.
도 6은 무기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 검사용 액정표시패널의 이미지이다. 도 7은 유기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 검사용 액정표시패널의 이미지이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널과 유기막 상에 배치된 배향 분자들을 포함하는 액정표시패널의 비교 이미지이다.
도 6 및 도 7은 노멀리 블랙 상태의 이미지이다. 도 6의 첫 번째 이미지(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널 전체 이미지이고, 두 번째 이미지(2)는 실런트가 배치된 부분의 확대 이미지이고, 세 번째 이미지(3)는 상기 검사용 액정표시패널 중심부의 이미지이다. 도 6은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 본원 발명에 따른 액정표시패널과 동일한 조건하에서 배향된 액정들을 포함하는 검사용 액정표시패널의 이미지이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 액정 분자들(LM)이 균일하게 수직배향됨으로써 빛샘이 발생하지 않는다.
도 7의 첫 번째 이미지(1)는 유기막 상에 배향된 액정층을 포함하는 액정표시패널 전체 이미지이고, 두 번째 이미지(2)는 그 액정표시패널 중심부의 이미지이다. 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 액정 분자들(LM)이 수평하게 배향됨으로써 얼룩 이미지가 발생한다. 상기 배향 분자들(LAM)과 유기막 사이에 상호 작용이(interaction)이 낮고, 유사한 구조의 상기 배향 분자들(LAM)과 상기 액정 분자들(LM)이 혼합되기 때문이다.
도 8의 첫 번째 이미지(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 활성화 상태를 나타내는 이미지이고, 두 번째 이미지(2)는 유기막 상에 배향된 액정층을 포함하는 액정표시패널의 활성화 상태를 나타내는 이미지이다. 첫 번째 이미지(1)에서 균일한 광투과율이 나타나는 것과 달리, 두 번째 이미지(2)는 불균일한 광투과율이 나타난다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 폴리이미드와 같은 유기 배향막을 구비하지 않더라도, 상기 배향 분자들(LAM)과 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)의 상호작용에 의해 상기 액정 분자들(LM)은 수직배향될 수 있다. 상기 유기 배향막을 구비하지 않는 상기 액정표시패널은 제조공정이 단순하고, 제조단가가 저렴하다. 또한, 불균일하게 형성된 상기 유기 배향막으로부터 유발되는 얼룩, 잔상, 및 배향 불량을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다. 도 10은 스페이서를 포함하는 액정표시패널의 이미지들이다. 이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다. 다만, 도 1 내지 8에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 액정표시패널은 스페이서(SP)를 더 포함한다. 상기 스페이서(SP)는 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이의 셀갭을 유지시킨다. 상기 스페이서(SP)는 상기 제1 표시기판(DS1) 및 상기 제2 표시기판(DS2) 중 적어도 어느 하나에 배치된다. 도 9는 상기 제1 표시기판(DS1)에 구비된 스페이서(SP)를 예시적으로 도시하였다.
상기 스페이서(SP)는 평탄화층(20) 상에 배치된다. 상기 스페이서(SP)는 상기 제1 무기막(NOL1)에 의해 커버된다. 상기 스페이서(SP)는 유기물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 무기막(NOL1)은 상기 스페이서(SP)와 상기 액정층(LCL)의 상호작용을 차단한다. 따라서, 상기 액정층(LCL)의 배열은 상기 스페이서(SP)와 무관하게 균일하게 유지된다.
상기 스페이서(SP)는 복수 개의 화소들(PX11~PXnm:도 1 참조) 중 일부의 화소들에 대응하게 배치될 수 있다. 상기 스페이서(SP)는 대응하는 화소의 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 중첩하게 배치될 수 있다. 상기 스페이서(SP)가 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 함께 상기 차광영역(LSA)에 중첩함으로써 상기 대응하는 화소의 개구율이 증가한다.
도 10의 첫 번째 이미지(1)는 액정층(LCL)에 노출된 스페이서(SP)를 포함하는 액정표시패널의 이미지이고, 두 번째 이미지(2)는 상기 제1 무기막(NOL1)에 의해 커버된 스페이서(SP)를 포함하는 액정표시패널의 이미지이다. 도 10에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 일반적인 액정표시패널보다 빛샘이 감소된다. 상기 스페이서(SP)와 무관하게 상기 액정층(LCL)의 배열이 균일하게 유지되기 때문이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 제1 무기막 상에 배치된 배향 분자들과 액정 분자들을 확대 도시한 도면이다. 이하, 도 11을 참조하여 본 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다. 다만, 도 1 내지 10에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 11은 제1 무기막(NOL1)에 대한 액정층(LCL)의 배향 구조만을 도시하였으나, 상기 제2 무기막(NOL2)에 대한 액정층(LCL)의 배열도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 무기막(NOL1)에 물질적 또는 화학적으로 결합된 반응성 메조겐(RM)을 더 포함한다. '메조겐(mesogen)' 이라는 용어는 액정 성질의 메조겐기(mesogen group)를 포함하는 광가교성 저분자 또는 고분자 공중합체를 의미한다. 반응성 메소겐(RM)은, 예를 들어, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭시, 옥세탄, 비닐-에테르, 스티렌, 또는 티오렌 그룹 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 반응성 메조겐(RM)은 막대형, 바나나형, 보드형, 또는 디스크형 구조의 물질일 수 있다.
상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 액정층(LCL)에 대하여 0.001wt% 내지 5.0wt% 범위의 중량비를 가질 수 있다. 상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 제1 무기막(NOL1)을 구성하는 실리콘 옥사이드의 히드록시기 또는 실리콘 나이트라이드의 아미노기와 반응하여 상기 제1 무기막(NOL1)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 반응성 메조겐(RM)은 정전기적 인력 등에 의해 상기 제1 무기막(NOL1)에 결합될 수 있다
상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 액정 분자들(LM)을 기울인다. 다시 말해, 상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 액정 분자들(LM)을 프리틸트시킨다. 상기 프리틸트된 상기 액정 분자들(LM)은 상기 화소(PXij)에 전계가 형성됨에 따라 더 빨리, 더 기울어진다. 그에 따라, 액정표시표널의 응답속도(Response Time)가 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 처리 실시에 따른 액정표시패널의 이미지들이다. 이하, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 설명한다.
먼저, 제1 표시기판(DS1)과 제2 표시기판(DS2)을 제조한다. 상기 제1 표시기판(DS1)을 제조한 후(S10), 상기 제2 표시기판(DS2)을 제조할 수 있다(S20). 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)의 제조 순서를 제한되지 않는다. 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)는 동시에 제조될 수도 있다.
이하, 상기 제1 표시기판(DS1)의 제조공정을 간략히 설명한다. 먼저, 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 공통라인(CLi), 게이트 라인(GLi: 도 3 참조), 및 상기 게이트 라인(GLi)에 연결된 게이트 전극(GE)을 형성한다. 스퍼터링 방식에 의해 도전층(미 도시)을 형성한 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행한다.
다음, 상기 제1 표시기판(DS1)의 일면 상에 상기 공통라인(CLi, 도 3 및 도 4 참조), 상기 게이트 라인(GLi, 도 3 및 도 4 참조), 및 상기 게이트 전극(GE, 도 3 및 도 4 참조)을 커버하는 게이트 절연층(10)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(10)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물을 포함한다. 상기 게이트 절연층(10)은 플라즈마 가속 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 형성될 수 있다.
이후, 상기 게이트 절연층(10) 상에 반도체층(AL, 도 3 및 도 4 참조)을 형성한다. 플라즈마 가속 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 실리콘층을 형성한 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행하여 상기 실리콘층을 패터닝한다.
다음, 스퍼터링 방식에 의해 도전층(미 도시)을 형성한 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행한다. 상술한 공정에 의해 상기 도전층으로부터 상기 데이터 라인(DLj, 도 3 및 도 4 참조), 상기 소오스 전극(SE, 도 3 및 도 4 참조), 및 상기 드레인 전극(DE, 도 3 및 도 4 참조)이 형성된다.
이후, 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 평탄화층(20, 도 3 및 도 4 참조), 및 화소전극(PE, 도 3 및 도 4 참조)을 형성한다. 코팅법 또는 플라즈마 가속 화학 기상 증착법(PECVD)으로 상기 평탄화층(20)을 형성한 후, 관통홀(CH)을 형성한다. 투명한 도전층을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행하여 상기 관통홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결된 상기 화소전극(PE)을 형성한다.
상기 평탄화층(20) 상에 상기 화소전극(PE)을 커버하는 제1 무기막(NOL1)을 형성한다. 상기 제1 무기막(NOL1)은 상기 플라즈마 가속 화학 기상 증착법(PECVD) 또는 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 제1 무기막(NOL1)을 형성하기 이전에 상기 평탄화층(20) 상에 스페이서(SP, 도 9 참조)를 더 형성할 수 있다. 유기막을 형성한 후 패터닝하거나, 잉크젯 프린팅 방식으로 상기 스페이서(SP, 도 9 참조)를 형성할 수 있다.
이하, 상기 제2 표시기판(DS2)의 제조공정을 간략히 설명한다. 먼저, 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 상에 블랙 매트릭스(BM)를 형성한다. 블랙의 유기층을 코팅한 후 개구부(BM-OP)를 패터닝할 수 있다. 이후 상기 개구부(BM-OP)에 중첩하게 컬러필터(CF)를 형성한다. 유색의 유기물을 상기 개구부(BM-OP)에 중첩하게 코팅할 수 있다. 이후, 상기 컬러필터(CF) 상에 공통전극(CE)을 형성한다.
다음, 상기 제1 표시기판(DS1)의 상기 제1 무기막(NOL1)과 상기 제2 표시기판(DS2)의 상기 제2 무기막(NOL2)을 표면 처리한다(S30).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면 처리하는 단계는 상기 제1 표시기판(DS1) 및 상기 제2 표시기판(DS2)을 80℃ 내지 120℃에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 열처리하는 단계를 포함한다. 상기 열처리 단계를 통해 상기 제1 무기막(NOL1)과 상기 제2 무기막(NOL2) 상에 존재하는 수분을 증발시킨다. 상기 조건에서 수행되는 열처리는 상기 제1 표시기판(DS1)와 상기 제2 표시기판(DS2)에 구비된 유기층의 손상시키지 않는다.
도 13의 첫 번째 이미지(1)는 열처리가 수행되지 않은 액정표시패널의 이미지이고, 두 번째 이미지(2)는 열처리가 수행된 액정표시패널의 이미지이다. 도 13에 도시된 것과 같이, 수분이 제거된 액정표시패널은 균일한 배열의 상기 액정층(LCL)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면 처리하는 단계는 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 자외선을 조사하는 단계를 포함한다. 1 mW/cm2 내지 500 mW/cm2 의 자외선으로 수분 동안(for few minutes) 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)을 표면처리한다.
도 14는 자외선 처리된 부분과 자외선 처리되지 않은 부분을 포함하는 액정표시패널의 이미지를 나타낸다. 자외선 처리된 부분의 액정 분자들은 균일하게 배향된 것과 달리, 자외선 처리되지 않은 부분의 액정 분자들은 불균일하게 배향된다. 자외선 처리된 부분은 빛샘이 발생하지 않은 것과 달리 자외선 처리되지 않은 부분은 얼룩이 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면 처리하는 단계는 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)을 산소 플라즈마 처리하는 단계를 포함한다. 산소 플라즈마 처리에 의해 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)의 산소 밀도가 증가된다. 상기 증가된 산소는 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)과 상기 배향 분자들(LAM)의 수소결합력을 증가시킨다. 그에 따라 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2) 상에 좀 더 균일한 상기 배향 분자층을 형성한다.
이후, 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)을 결합한다(S40). 상기 제1 표시기판(DS1)의 비표시영역(NDP, 도 2 참조)과 상기 제2 표시기판(DS2)의 비표시영역(NDA) 사이에 실런트(SP, 도 2 참조)를 배치시키고, 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2)을 결합한다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 결합한 후에, 일부의 표면 처리 공정을 수행할 수도 있다. 예컨대, 열처리 공정을 수행할 수 있다.
다음, 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이에 액정층(LCL)을 형성한다(S50). 상기 제1 표시기판(DS1)과 상기 제2 표시기판(DS2) 사이에 상기 배향 분자들(LAM) 및 상기 액정 분자들(LM)을 포함하는 액정 혼합물을 주입한다. 상온보다 높은 40 ℃ 내지 70 ℃에서 상기 액정 혼합물을 주입하는 것이 바람직하다.
상기 액정 혼합물이 주입되면, 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)과 상호작용한다. 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 수직하게 배향된다. 상기 제1 무기막(NOL1) 상에 배향 분자층이 형성되고, 상기 제2 무기막(NOL2) 상에 배향 분자층이 형성된다. 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2) 상에 형성된 배향 분자층들 사이에 상기 액정 분자들(LM)이 수직배향된다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 액정 혼합물은 반응성 메조겐(RM, 도 11 참조)을 더 포함할 수 있다. 상기 반응성 메조겐을 더 포함하는 액정 혼합물이 주입되면, 상기 반응성 메조겐을 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 결합시키기 위한 공정이 더 수행된다.
상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2) 사이에 상기 액정 분자들(LM)이 수직배향된 상태에서 상기 화소전극(PE, 도 4 참조)과 상기 공통전극(CE, 도 4 참조) 사이에 전계를 형성한다. 이때 형성되는 전계는 이미지를 생성하기 위해 형성되는 전계보다 작은 세기를 갖는다.
상기 화소전극(PE, 도 4 참조)과 상기 공통전극(CE, 도 4 참조) 사이에 전계가 형성되면, 상기 액정 분자들(LM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 대해 기울어진다.
상기 액정 분자들(LM)이 기울어진 경사와 같은 방향에서 상기 액정층(LCL, 도 4 참조)에 대해 광을 조사한다. 상기 반응성 메조겐(RM)도 상기 액정 분자들(LM)과 같이 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 대해 기울어진다. 상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 액정 분자들(LM)과 실질적으로 동일한 방향으로 경화된다. 그와 동시에 상기 반응성 메조겐(RM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)과 물리적 또는 화학적으로 결합된다. 이후 전계가 제거되어도 상기 액정 분자들(LM)은 상기 제1 무기막(NOL1) 및 상기 제2 무기막(NOL2)에 대해 경사지게 배열된다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 평면도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다. 이하, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다. 다만, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16에 도시된 것과 같이, 평탄화층(20) 상에 제1 무기막(NOL10)이 배치된다. 상기 제1 무기막(NOL10)은 유기물을 포함하는 상기 평탄화층(20)과 상기 배향 분자들(LAM) 및 상기 액정 분자들(LM)이 접촉되지 않도록 상기 평탄화층(20)을 커버한다. 화소전극(PE10)은 상기 제1 무기막(NOL10) 상에 배치된다.
상기 화소전극(PE10)은 적어도 하나의 슬릿(SLT)을 포함한다. 도 15에 도시된 것과 같이, 상기 적어도 하나의 슬릿(SLT)은 90도 회전된 알파벳 V 형상일 수 있다. 상기 적어도 하나의 슬릿(SLT)은 상기 화소(PXij)를 복수 개의 도메인들로 나눈다. 상기 복수 개의 도메인들은 시야각을 향상시킨다.
블랙 매트릭스(BM)와 컬러필터(CF) 상에 공통전극(CE)이 배치된다. 별도로 도시되지는 않았으나, 상기 공통전극(CE)은 적어도 하나의 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 공통전극(CE) 상에 상기 제2 무기막(NOL2)이 배치된다.
상기 배향 분자들(LAM)과 상기 액정 분자들(LM)은 상기 제1 무기막(NOL10)과 상기 제2 무기막(NOL2) 사이에 수직배향된다. 상기 제1 무기막(NOL10)과 상기 제2 무기막(NOL2)에 인접하게 수직 배향된 상기 배향 분자들(LAM)이 상기 액정 분자들(LM)을 가이드 한다.
상기 공통전극(CE)이 투명한 도전성 무기물을 포함할 때, 상기 제2 무기막(NOL2)은 생략될 수 있다. 상기 투명한 도전성 무기물은 상기 배향 분자들(LAM)에 대해 상기 제2 무기막(NOL2)과 동일한 기능을 갖는다. 따라서, 상기 배향 분자들(LAM)은 상기 투명한 도전성 무기물을 포함하는 상기 공통전극(CE)에 인접하게 수직 배향된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다. 이하, 도 17을 참조하여 본 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다. 다만, 도 15 및 도 16를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16에 도시된 것과 같이, 평탄화층(20) 상에 화소전극(PE10) 및 제1 무기막(NOL100)이 배치된다. 상기 화소전극(PE10)은 적어도 하나의 슬릿(SLT)을 포함한다.
상기 제1 무기막(NOL100)은 상기 적어도 하나의 슬릿(SLT)에 대응하게 배치된다. 다시 말해 상기 제1 무기막(NOL100)은 상기 슬릿(SLT)에 삽입된다. 상기 제1 무기막(NOL100)은 평면 상에서 상기 슬릿(SLT)에 대응하는 형상을 갖는다.
이때, 상기 화소전극(PE10)은 투명한 도전성 무기물을 포함한다. 결과적으로, 유기물을 포함하는 상기 평탄화층(20) 상에 상기 제1 무기막(NOL100)과 상기 화소전극(PE10)으로 구성된 하나의 무기막이 형성된다. 상기 하나의 무기막은 상기 평탄화층(20)과 상기 배향 분자들(LAM) 및 상기 액정 분자들(LM)이 접촉되지 않도록 상기 평탄화층(20)을 커버한다.
블랙 매트릭스(BM)와 컬러필터(CF) 상에 공통전극(CE)이 배치된다. 별도로 도시되지는 않았으나, 상기 공통전극(CE)은 적어도 하나의 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 공통전극(CE) 상에 상기 제2 무기막(NOL2)이 배치된다. 상기 제2 무기막(NOL2) 역시 상기 공통전극(CE)의 슬릿에 삽입될 수 있다.
상기 배향 분자들(LAM)과 상기 액정 분자들(LM)은 상기 제1 무기막(NOL100)과 상기 화소전극(PE10)으로 구성된 하나의 무기막과 상기 제2 무기막(NOL2) 사이에 수직배향된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 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.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DP: 액정표시패널 100: 신호제어부
200: 게이트 구동부 300: 데이터 구동부
NOL1: 제1 무기막 NOL2: 제1 무기막
LAM: 배향 분자 LM: 액정 분자
RM: 반응성 메조겐

Claims (25)

  1. 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 화소전극들, 및 상기 복수 개의 화소전극들을 커버하고 실리콘 무기물을 포함하는 제1 무기막을 포함하는 제1 표시기판;
    상기 제1 표시기판과 이격되며, 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 공통전극, 및 상기 공통전극 상에 배치되고 상기 실리콘 무기물을 포함하는 제2 무기막을 포함하는 제2 표시기판; 및
    상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막에 수직하게 배향된 배향 분자들 및 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막 사이에 수직하게 배향된 액정 분자들을 포함하는 액정층;
    을 포함하는 액정표시패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 실리콘 무기물은 실리콘 옥사이드 및 실리콘 나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막은 1㎚ 내지 1000㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 표시기판은,
    복수 개의 신호배선들; 및
    상기 복수 개의 신호배선들 중 대응하는 신호배선 및 상기 복수 개의 화소전극들 중 대응하는 화소전극에 각각 연결된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 더 포함하는 액정표시패널.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판 중 적어도 어느 하나 이상은,
    상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이의 셀갭을 유지하는 복수 개의 스페이서들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수 개의 스페이서들은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고,
    상기 제1 무기막은 상기 복수 개의 스페이서들을 커버하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 복수 개의 스페이서들 각각은 상기 복수 개의 박막 트랜지스터들 중 대응하는 박막 트랜지스터에 중첩하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판은,
    상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막에 결합된 반응성 메조겐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배향 분자들은, 코어부, 상기 코어부의 일단에 연결된 극성부, 및 상기 코어부의 타단에 연결된 꼬리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 코어부는 바이페닐, 벤젠, 또는 싸이클로 헥산 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 극성부는 히드록시기 또는 아미노기를 포함하고,
    상기 꼬리부는 종속적으로 연결된 복수 개의 알킬기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  11. 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 화소전극들, 및 상기 복수 개의 화소전극들을 커버하고 실리콘 무기물을 포함하는 제1 무기막을 포함하는 제1 표시기판을 형성하는 단계;
    제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 공통전극, 및 상기 공통전극 상에 배치되고 상기 실리콘 무기물을 포함하는 제2 무기막을 포함하는 제2 표시기판을 형성하는 단계;
    상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막을 표면 처리하는 단계;
    실런트를 사이에 두고, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계; 및
    상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이에 배향 분자들 및 액정 분자들을 포함하는 액정 혼합물을 주입하는 단계;
    를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 실리콘 무기물은 실리콘 옥사이드 및 실리콘 나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 표시기판을 형성하는 단계는,
    상기 제1 베이스 기판 상에 상기 복수 개의 화소전극들을 형성하는 단계;
    상기 제1 베이스 기판 상에 상기 복수 개의 화소전극들을 커버하는 상기 제1 무기막을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 표시기판을 형성하는 단계는,
    상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 사이의 셀갭을 유지하는 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 무기막은 상기 스페이서를 커버하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 표면 처리하는 단계는,
    상기 제1 표시기판 및 상기 제2 표시기판을 80℃ 내지 120℃에서 0.5 시간 내지 2시간 동안 열처리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 표면 처리하는 단계는,
    상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 표면 처리하는 단계는,
    상기 제1 무기막 및 상기 제2 무기막을 산소 플라즈마 처리하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 액정 혼합물은 반응성 메조겐을 더 포함하고,
    상기 복수 개의 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 전계를 형성하는 단계; 및
    상기 액정층에 광을 조사하여 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막에 상기 반응성 메조겐을 결합시키는 단계를 더 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
  19. 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 유기막, 상기 유기막 상에 배치되고 실리콘 무기물을 포함하는 제1 무기막, 및 상기 유기막 상에 배치된 복수 개의 화소전극들을 포함하는 제1 표시기판;
    상기 제1 표시기판과 이격되며, 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상에 배치된 공통전극을 포함하는 제2 표시기판; 및
    상기 제1 무기막 및 상기 공통전극에 수직하게 배향된 배향 분자들 및 상기 제1 무기막 및 상기 공통전극 사이에 수직하게 배향된 액정 분자들을 포함하는 액정층;
    을 포함하는 액정표시패널.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 화소전극들은 상기 제1 무기막 상에 배치되고,
    상기 화소전극들 각각은 상기 제1 무기막의 일부분을 노출시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 화소전극들 각각은 상기 유기막의 일부분을 노출시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하고,
    상기 제1 무기막은 상기 적어도 하나의 슬릿에 대응하게 배치되고, 상기 유기막의 상기 노출된 일부분을 커버하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 무기막은 상기 적어도 하나의 슬릿에 삽입된 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  23. 제19 항에 있어서,
    상기 공통전극 상에 배치되고 상기 실리콘 무기물을 포함하는 제2 무기막을 더 포함하는 액정표시패널.
  24. 제19 항에 있어서,
    상기 실리콘 무기물은 실리콘 옥사이드 및 실리콘 나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정표시패널.
  25. 제19 항에 있어서,
    상기 화소전극들 및 상기 공통전극은 투명한 도전성 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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