JP2008146062A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造工程の際に温度の影響を受けずに蒸着工程マージンを向上させ、表示品質を向上させることのできる液晶表示パネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む下部基板と、下部基板と向き合い共通電極を含む上部基板と、上部基板と下部基板との間に形成された液晶層と、上部及び下部基板上にシリコンＳｉ、酸素Ｏ及び炭素Ｃを含む無機物質から形成された配向膜と、を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は液晶表示パネル及びその製造方法に係り、特に、製造工程の際に温度の影響を受けず蒸着工程マージンを向上させることができ、表示品質を向上させることのできる液晶表示パネル及びその製造方法に関する。
最近、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）の短所である厚さ及び重さを減少させることができる様々なフラットパネル表示装置が開発されつつある。フラットパネル表示装置としては、液晶表示装置、プラズマ表示パネル、電界放出表示装置、電界発光表示装置などがある。
液晶表示装置は、カラーフィルタアレイが形成されたカラーフィルタ基板と、薄膜トランジスタ、複数の画素電極、及び複数の信号ラインなどを含む薄膜トランジスタアレイが形成された薄膜トランジスタ基板とが液晶を間に置いて合着されてなる。このような液晶表示装置は、２つの基板の間に注入された異方性誘電率を有する液晶に電界を印加し、この電界の強度を調節して基板を透過する光の量を調節することで所望する画像を表示する。
従来の液晶表示パネルの液晶は、配向膜のプレチルト角によって、または共通電極及び画素電極に形成されたスリットによって、所定の角度で回転しながら光の透過量を調節する。この際、配向膜の配向方向を定義するために印刷法（ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）が使用され、共通電極及び画素電極のスリットパターンを形成するために蒸着工程及びエッチング工程が必要になる。それにより、工程段階が多くなり時間と費用が増加するという問題点が発生する。
従って、本発明の技術的課題は、製造工程の際に温度の影響を受けず蒸着工程マージンを向上させることができ、表示品質を向上させることができる液晶表示パネル及びその製造方法を提供することにある。
前記技術的課題を達成するために、本発明による液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む下部基板と、下部基板と向き合って共通電極を含む上部基板と、上部及び下部基板の間に形成された液晶層と、上部基板及び下部基板上にシリコン、酸素及び炭素を含む無機物質から形成された配向膜と、を含む。
ここで、無機物質は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）であることを特徴とする。
また、無機物質は、ＳｉＯＣｘ（但し、０．１２≦ｘ≦１．８９）の化学式を有することを特徴とする。
また、配向膜は、３０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有することを特徴とする。
一方、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）によって液晶配列方向は、８５°〜９０°の範囲のプレチルト角を有することを特徴とする。
また、配向膜は、１０１５Ωｃｍ〜３×１０１５Ωｃｍの比抵抗値を有することを特徴とする。
一方、配向膜は、８３％〜８５％の高い透過率を有することを特徴とする。
前記技術的課題を達成するために、本発明による液晶表示パネルの製造方法は、共通電極が含まれた上部基板を形成し、上部基板と向き合い、薄膜トランジスタ及び画素電極が含まれた下部基板を形成し、上部及び下部基板上にシリコン、酸素及び炭素を含む無機物質から形成された配向膜を蒸着すること、を含む。
ここで、配向膜３０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さで形成されることを特徴とする。
また、無機物質は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）で形成されることを特徴とする。
また、無機物質は、ＳｉＯＣｘ（但し、０．１２≦ｘ≦１．８９）の化学式を有することを特徴とする。
一方、配向膜は、蒸着工程の際、３０°〜４００°の範囲の温度で蒸着されることを特徴とする。
また、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）は、８５°〜９０°の範囲を有する液晶配向方向を有することを特徴とする。
また、本発明による液晶表示パネルの製造方法は、配向膜上にイオンビームシステムを用いて液晶配向方向を変化させることを含むことを特徴とする。
ここで、配向膜上にイオンビームシステムを用いて液晶配向方向を変化させることは、配向膜上にイオンビームを照射し、イオンビームの入射角によって配向膜上に液晶を配列する配向方向を定義すること、を含むことを特徴とする。
また、イオンビームの入射角は、２０°〜９０°範囲内であることを特徴とする。
一方、イオンビームの入射角によって配向膜の液晶配向方向は、７９°〜９０°の範囲で形成されることを特徴とする。
上述の構成及び工程により、製造工程の際に温度の影響を受けず蒸着工程マージンを向上させることができ、表示品質を向上させることができる液晶表示パネル及びその製造方法が提供される。
前記技術的課題の他、本発明の技術的課題及び利点は、図面を参照した本発明の望ましい実施形態についての説明を通じて明白に示す。
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態を図１乃至図１３を参照してより詳細に説明する。
図１は、本発明による液晶表示パネルを示す斜視図であり、図２は図１に示された液晶表示パネルの断面図である。
図１及び図２を参照すると、液晶表示パネルは液晶１５５を間に置いて合着されたカラーフィルタ基板１８０及び薄膜トランジスタ１７０を具備する。
カラーフィルタ基板１８０は、上部基板１１１上に色を実現するカラーフィルタ１６２、ブラックマトリクッス１６８、共通電極１６４、上部配向膜１６０及び上部偏光板１９２を含む。
カラーフィルタ基板１６２は、色を実現するために赤色、緑色、青色カラーフィルタＲＧＢを含む。赤色、緑色、青色カラーフィルタＲＧＢは、それぞれ自身が含んでいる赤色、緑色、青色顔料を通じて特定波長の光を吸収または透過させることで赤色、緑色、青色を帯びるようになる。
ブラックマトリクッス１６８は、カラーフィルタ１６２が形成される画素領域を区分すると同時に、薄膜トランジスタ基板１７０のゲートライン１１４、データライン１２４及び薄膜トランジスタＴＦＴとオーバーラップされるように形成される。このようなブラックマトリクッス１６８は、所望しない液晶配列に起因する透過光を遮断して液晶表示装置のコントラストを向上させ、薄膜トランジスタＴＦＴへの直接的な光照射を遮断して薄膜トランジスタＴＦＴのリーク電流を防ぐ。
共通電極１６４は、カラーフィルタ１６２上に形成される。共通電極１６４には、画素電極１４２の画素電圧に対応して共通電圧が印加される。共通電極１６４は、透明で導電性のあるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ tin ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）といった物質から形成される。また、カラーフィルタ１６２と共通電極１６４との間にカラーフィルタ１６２の表面を平坦化するためのオーバーコート層１６６が追加で形成されることもある。
上部偏光板１９２は、上部基板１１１背面上に取り付けられ、入射光の透過光量及び偏光状態を制御する。上部偏光板１９２は、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）の薄い膜を加熱させながら延伸させ、ヨウ素酸を含む２色性染料溶液にその膜を浸すことで形成される。このような上部偏光板１９２は、偏光板１９２を延伸した方向である延伸軸と、その延伸軸と直交する透過軸とを有する。
薄膜トランジスタ基板１７０は、下部基板１１０上にゲートライン１１４及びデータライン１２４の交差で画定された画素領域毎に形成され、ゲートライン１１４及びデータライン１２４に接続された薄膜トランジスタＴＦＴ、画素電極１４２、下部配向膜１５０及び下部偏光板１９０を含む。
薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲートライン１１４に印加されるスキャン信号に応答してデータライン１２４からのビデオ信号を画素電極１４２に供給する。薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲートライン１１４に接続されたゲート電極１１２、データライン１２４に接続されたソース電極１２６、画素電極１４２に接続されたドレイン電極１２８、ゲート絶縁膜１１８を間に置いてゲート電極１１２とオーバーラップしソース電極１２６とドレイン電極１２８との間にチャンネルを形成する半導体パターン１２３の活性層１２０、ソース電極１２６とドレイン電極１２８とのオーミックコンタクトのためにチャンネル部を除いた活性層１２０上に形成された半導体パターン１２３のオーミックコンタクト層１２２を具備する。
ゲートライン１１４は、ゲートドライバからのスキャン信号を薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極１１２に供給する。データライン１２４は、データドライバからのビデオ信号をソース電極１２６に供給する。ゲートライン１１４及びデータライン１２４は互いに交差して形成され画素領域を形成する。
画素電極１４２は、保護膜１３８上に形成され、コンタクトホール１４０を介して薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極１２８と接続される。画素電極１４２は、透明導電膜から形成される。ここで、画素電極１４２は、薄膜トランジスタＴＦＴを介してビデオ信号が供給されると、共通電圧が印加される共通電極１６４と共に電界を生成することにより、２つの電極１４２、１６４の間の液晶分子１５５の配向方向が変化する。それにより液晶分子１５５を通過する光透過率が異なるようになり、階調が具現される。
保護膜１３０、１３８は、薄膜トランジスタＴＦＴと画素電極１４２との間に形成され、データライン１２４と薄膜トランジスタＴＦＴとを保護する。ここで、保護膜１３０、１３８は、無機及び有機保護膜１３０、１３８の二重層またはこれらのうちいずれか一つのみ形成される単一層から形成されてもよい。一方、有機保護膜１３８は、低誘電率の物質で厚く形成されることにより、寄生容量の影響を最小限にしながら画素電極１４２がゲートライン１１４及びデータライン１２４とオーバーラップすることを可能にし、これにより画素電極１４２の開口率が向上される。
下部偏光板１９０は、下部基板１１０背面上に取り付けられ、偏光板１９０から出る光の透過光量及び偏光状態を制御する。下部偏光板１９０は、上部偏光板１９２と同一であるのでその詳細な説明は省略する。
上部及び下部配向膜１５０、１６０は、薄膜トランジスタ基板１７０及びカラーフィルタ基板１８０との間に形成された液晶１５５の配向方向を決定する。上部配向膜１６０は、ブラックマトリクッス１６８、カラーフィルタ１６２、及び共通電極１６０が形成された上部基板１１１上に形成され、下部配向膜１５０は、薄膜トランジスタＴＦＴ及び画素電極が形成された下部基板１１０上に形成される。特に、無機膜材質であるシリコン、酸素及び炭素を含むシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）を用いて液晶１５５が垂直配向されるようにする。図３は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）に含まれたシリコンＳｉ、酸素Ｏ、及び炭素Ｃにおける炭素Ｃの含有比率に対してのプレチルトを示している。具体的に、Ｘ軸の方向は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）でシリコンＳｉが１のときの炭素Ｃの比率を示し、Ｙ軸の方向は炭素Ｃ比率に対してのプレチルト角を示している。図３によると、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）でシリコンＳｉが１のときの炭素Ｃの比率が約０．１２〜約１．８９である場合、配向膜１５０、１６０のプレチルト角は８５°〜９０°の範囲を有する。また、イオンビームシステムを用いると、液晶１５５は垂直配向膜によって７８°〜９０°の範囲のプレチルト角を有する。
このようなシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）から形成された配向膜１５０、１６０は、基板上にスパッタリング方法などの蒸着方法を通じて蒸着される。以後、図６に示されるように、イオンビームシステムを用いると蒸着された配向膜１５０、１６０の配向方向を変化させることができる。即ち、イオンビームシステムを用いて配向膜１５０、１６０の配向方向をマルチドメイン（ｍｕｌｔｉ-ｄｏｍａｉｎ）化すると、ＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードとは異なり、上下基板の共通電極及び画素電極にスリットを形成するための別途の蒸着工程及びエッチング工程が不要になる。
本発明による広視野角技術であるＶＡモードにおいて、負の誘電率異方性を有する液晶分子は垂直に配向され電界方向に垂直に駆動され、光透過率を調節する。このようなＶＡモードは、電圧未印加の場合、液晶分子の配向方向と直交する偏光子によって光の透過が遮断されるため、ノーマリブラックである。一方、ＶＡモードにおいて、印加された電圧によって所定の角度で回転した液晶分子の配向方向と平行な偏光素子により光は透過する。この場合、液晶１５５はシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣの垂直配向膜１５０、１６０によって垂直配向されるため、光が漏れる現象が発生しない。
本発明による他の実施形態として図４に示されるように、各サブ画素をマルチドメインに分割して液晶分子１５５を対称的に配向させることで、透過率の変化が対称的に発生して広視野角を得るマルチドメインＶＡモードにもシリコンオキシカーバイトＳｉＯＣの配向膜１５０、１６０を使用することができる。従って、スリットパターンが形成された共通電極２６４及び画素電極２４２上にシリコンオキシカーバイトＳｉＯＣの配向膜１５０、１６０が形成される。一方、シリコンオキシカーバイトＳｉＯＣの配向膜１５０、１６０の配向方向は、配向方向なしに共通電極２６４及び画素電極２４２上に同じように蒸着されるか、イオンビームシステムを用いることによって決定することも可能である。
それにより、マルチドメインＶＡモード、例えば、ＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードは、上下基板の共通電極及び画素電極にスリットを形成して、そのスリットによって生成されたフリンジ電界（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）を用いて液晶分子がスリットを基準にして対称的に駆動できるようにすることでマルチドメインを形成する。
一方、図５に示されるように、第１偏光板１０４の偏光軸に入射した光が、第１偏光板１０４の偏光軸と９０°をなす第２偏光板１０２の偏光軸によって透過されない、それと同様に、図６に示す垂直配向処理をされたシリコンオキシカーバイトＳｉＯＣを配向膜１５０、１６０として使用した場合も、液晶表示パネルに光が透過されない量は同一である。従って、配向膜１５０、１６０の配向方向が垂直配向されることで、液晶分子１５５が配向方向によって所定の角度で回転し光が漏れることを防止することができる。また、液晶１５５の光漏れを防止することで光漏れによって発生していたクロストーク及びフリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）現象も防止することができる。
また、図７は従来のポリイミド（ＰＩ：ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）と本発明によるシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣとを配向膜として使用した液晶表示パネルの透過特性を示すグラフである。この際、液晶表示パネルの透過特性は、共通電極１４２及び画素電極１６４に電圧が印加され共通電極１４２と画素電極１６４との間に電圧差が生じて、液晶１５５が所定角度で回転して光を透過させる透過特性を意味する。
グラフのＸ軸方向は人の目に見える範囲の可視光線領域の波長を示し、Ｙ軸方向は波長に対する透過特性を示している。第１曲線２０６は従来の配向膜としてポリイミドＰＩを使用した液晶表示パネルの透過特性を示しており、ポリイミドＰＩを配向膜として使用した液晶表示パネルの透過特性の平均は８２．３％である。一方、第２曲線２０８は配向膜１５０、１６０としてシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣを使用した液晶表示パネルの透過特性を示している。この際、液晶表示パネルの透過平均は約８５％であり、従来のポリイミドＰＩを使用した液晶表示パネルの透過特性より透過特性が優れている。
また、図８は本発明の配向膜１５０、１６０の厚さに対する液晶のプレチルト角を示している。ここで、配向膜１５０、１６０は、無機物質であるシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣを使用した。グラフのＸ軸方向は配向膜１５０、１６０の厚さを示し、Ｙ軸方向は液晶１５５に電圧が印加されない場合に、配向膜１５０、１６０によって垂直配向された液晶１５５のプレチルト角を示している。グラフに示されるように、配向膜１５０、１６０は３０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有しする。液晶１５５は、配向膜１５０、１６０の厚さが異なっていても垂直配向される。配向膜１５０、１６０は１００ｎｍの厚さを有することが好ましい。
一方、配向膜１５０、１６０は、電気的に安定さを維持するため、又は液晶層１５５と等電位を有するようにするために高い比抵抗値を有する。表１に示されるように、ポリイミドＰＩで形成された配向膜の比抵抗値は１０１２Ωｃｍであるのに対し、シリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで形成された配向膜の比抵抗値は１０１５Ωｃｍ〜３×１０１５Ωｃｍであり、相対的に高い。また、シリコンオキシカーバイドＳｉＯＣ蒸着工程の際の蒸着温度によって比抵抗値が大きくなる。
Figure 2008146062
従って、シリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで形成された配向膜１５０、１６０の比抵抗値と１０１５の比抵抗値を有する液晶層１５５との比抵抗がほぼ等しく、配向膜１５０、１６０と液晶層１５５とが等電位をなすことで液晶表示装置の残像問題を改善することができる。
図９乃至図１１は、本発明による液晶表示パネルの配向膜の製造方法を説明するための図面であり、図１２は本発明及び従来配向膜の蒸着温度に対する垂直配向の程度による透過率特性を示すグラフである。ここでは、配向膜は上部基板１１１上に形成される上部配向膜１６０を例にして説明する。
図９を参照すると、ブラックマトリクッス１６８、カラーフィルタ１６２、オーバーコート層１６６及び共通電極１６４が形成された上部基板１１１上に、スパッタリング法などの蒸着法により、上部配向膜１６０としてシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで無機配向膜を形成する。
この際、配向膜１６０は、シリコン、酸素、炭素を含むシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで形成され、シリコンが１であるとき、０．１２〜１．８９の炭素比率を有するようにする。このような比率で形成されたシリコンオキシカーバイドＳｉＯＣは、８５°〜９０°の範囲のプレチルト角を提供する。
また、シリコンオキシカーバイドの厚さは、３０〜５００ｎｍで形成し、望ましくは１００ｎｍに形成する。
図１２を参照すると、グラフの縦軸はｉｎ‐ｐｌａｎｅ ｏｒｄｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒを示す。ｉｎ‐ｐｌａｎｅ ｏｒｄｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒというのは、偏光板の間に液晶層を挿入したときに透過する光の量を液晶層が偏光板の間に挿入されていないときに偏光板のみを透過した光の量で割った値のことで、その値が小さいほど垂直配向がうまくなされていることを示す。第３曲線２０２はシリコン酸化物ＳｉＯｘでの配向膜を３０°〜１５０°の温度で蒸着する場合に透過率が急激に変化することを示している。一方、本発明による第４曲線２０４は、シリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで配向膜１６０を形成する場合に３０°〜４００°の温度で蒸着しても垂直配向がうまくなされ、光の透過率変化が殆どなく一定であること示している。これにより、本発明の配向膜１６０の蒸着工程の際、温度が透過率に大きく影響しないことにより、配向膜１６０の蒸着工程マージンを向上させることができる。
図１０を参照すると、上部基板１１１上に形成された配向膜１６０に液晶配列のための配向方向をイオンビームシステムを用いて定義する。
具体的には、イオンビームシステムは、イオンビームを照射するイオン源２１２と、真空チャンバ２１４とを具備する。配向膜１６０は、真空チャンバ２１４内に配置される。イオン源２１２内のフィラメントに流れる電流がフィラメントを加熱し、加熱されたフィラメントの表面から熱電子が放出される。このように放出された熱電子がイオン源２１２内に注入されたアルゴンガスＡｒと衝突して、アルゴンガスがイオン化してＡｒ＋となりプラズマ（イオンビーム）が発生する。このように生成されたイオンビームを真空チャンバ２１４に設けられた配向膜１６０に照射する。この際、イオンビームの入射角θＩが２０°〜９０°となるように配向膜１６０に照射する。イオンビームの入射角θＩによって配向膜１６０上に形成された液晶層のプレチルト角θＴは７９°〜９０°に形成される。
図１１は、図９及び図１０の工程過程を通じて形成されたシリコンオキシカーバイトＳｉＯＣの配向膜１５０，１６０を有する液晶表示パネル（図示せず）の光の透過特性を示す。ここで、画素電圧及び共通電圧の電圧差によって液晶分子１５５は所定の角度で回転している。即ち、液晶１５５に電圧が印加されない場合、液晶分子１５５は垂直配向され、光の透過が遮断される。一方、液晶１５５に電圧が印加される場合、液晶分子１５５は所定の角度で回転して光を透過させる、という電圧が印加されることによる液晶１５５の光を透過させる特性を示している。
上述したように、本発明の液晶表示パネル及びその製造方法によると、シリコンオキシカーバイドで配向膜を形成する。それにより、蒸着工程の温度変化によるマージンが向上する。また、イオンビームシステムを用いて配向膜のプレチルト角を変化させ配向膜の配向方向をマルチドメイン化すると、既存ＰＶＡモードのエッチング工程及び露光工程を使用せずに液晶の配向方向を調節することができるので、工程が単純化されると同時に製造費用を節減することができる。また、シリコンオキシカーバイドＳｉＯＣで配向膜を形成することで液晶の透過率が向上することにより、表示品質も向上する。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の液晶表示パネルを示す斜視図である。 図１に示された液晶表示パネルの断面を示す断面図である。 図１に示されたシリコンオキシカーバイドに含まれたシリコン、酸素及び炭素における炭素含有比率によって示す液晶のプレチルト角を示す図面である。 本発明の他の実施形態による断面図である。 第１及び第２偏光板の透過特性を説明するための図面である。 本発明の液晶表示パネルの透過特性を示す図面である。 従来のポリイミドと本発明によるシリコンオキシカーバイドとを配向膜として使用した液晶表示パネルの透過特性を示すグラフである。 本発明の配向膜の厚さに対する液晶のプレチルト角を説明するためのグラフである。 本発明の液晶表示パネルの配向膜の製造方法を説明するための図面である。 本発明の液晶表示パネルの配向膜の製造方法を説明するための図面である。 本発明の液晶表示パネルの配向膜の製造方法を説明するための図面である。 本発明及び従来の配向膜の蒸着温度に対する垂直配向の程度による透過率特性を示すグラフである。 イオンビーム入射角による液晶のプレチルト角を示すグラフである。
符号の説明
１１０ 下部基板
１１１ 上部基板
１１４ ゲートライン
１２４ データライン
１４２ 画素電極
１５０ 下部配向膜
１５５ 液晶
１６０ 上部配向膜
１６２ カラーフィルタ
１６４ 共通電極
１６６ オーバーコート層
１６８ ブラックマトリクッス
１７０ 薄膜トランジスタ基板
１８０ カラーフィルタ基板
１９０ 下部偏光板
１９２ 上部偏光板

Claims (17)

  1. 薄膜トランジスタ及び画素電極を含む下部基板と、
    前記下部基板と向き合って共通電極を含む上部基板と、
    前記上部及び下部基板の間に形成された液晶層と、
    前記上部基板上及び下部基板上にシリコン、酸素及び炭素を含む無機物質から形成された配向膜と、
    を含むことを特徴とする液晶表示パネル。
  2. 前記無機物質は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  3. 前記無機物質は、ＳｉＯＣｘ（但し、０．１２≦ｘ≦１．８９）の化学式を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  4. 前記配向膜は、３０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  5. 前記シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）によって液晶配向方向は、８５°〜９０°の範囲のプレチルト角を有することを特徴とする請求項３記載の液晶表示パネル。
  6. 前記配向膜は、１０１５Ωｃｍ〜３×１０１５Ωｃｍの比抵抗値を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  7. 前記配向膜は、８３％〜８５％の範囲の高い透過特性を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  8. 共通電極が含まれた上部基板を形成し、
    薄膜トランジスタ及び画素電極が含まれ前記上部基板と向き合う下部基板を形成し、
    前記上部基板上及び下部基板上にシリコン、酸素及び炭素を含む無機物質から形成された配向膜を蒸着すること、
    を含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
  9. 前記配向膜は、３０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。
  10. 前記無機物質は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）であることを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。
  11. 前記無機物質は、ＳｉＯＣｘ（但し、０．１２≦ｘ≦１．８９）の化学式を有することを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。
  12. 前記配向膜蒸着工程の際に３０°〜４００°の範囲の温度で配向膜が蒸着されることを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。
  13. 前記シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）には、８５°〜９０°の範囲のプレチルト角を有する液晶配向方向が形成されることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネルの製造方法。
  14. イオンビームシステムを用いて前記配向膜上の液晶配向方向を変化させることを含むことを特徴とする請求項８記載の液晶表示パネルの製造方法。
  15. イオンビームシステムを用いて前記配向膜上の液晶配向方向を変化させることは、前記配向膜上にイオンビームを照射し、前記イオンビームによって配向膜上に液晶を配列する配向方向を定義することと、を含むことを特徴とする請求項１４記載の液晶表示パネルの製造方法。
  16. 前記配向膜上へのイオンビームの入射角は、２０°〜９０°の範囲内であることを特徴とする請求項１５記載の液晶表示パネルの製造方法。
  17. 前記イオンビームの入射角によって配向膜の液晶配向方向は、７９°〜９０の範囲のプレチルト角で形成されることを特徴とする請求項１６記載の液晶表示パネルの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017116819A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP2020131476A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 日本ゼオン株式会社 積層体

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010145734A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Canon Inc 線順次駆動型ディスプレイ
JP5906063B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置およびその製造方法
KR101953593B1 (ko) * 2011-11-25 2019-03-05 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR20140091100A (ko) * 2012-12-26 2014-07-21 삼성디스플레이 주식회사 곡면 액정 표시 장치
US20150255029A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, display module including the display device, and electronic device including the display device or the display module
CN105785658B (zh) * 2016-05-13 2018-03-30 深圳市华星光电技术有限公司 液晶面板结构及制作方法
CN114578601A (zh) * 2016-07-29 2022-06-03 大日本印刷株式会社 车辆

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62115425A (ja) * 1985-11-15 1987-05-27 Ricoh Co Ltd 液晶配向膜
US6426786B1 (en) 1999-06-01 2002-07-30 International Business Machines Corporation Method of homeotropic alignment or tilted homeotropic alignment of liquid crystals by single oblique evaporation of oxides and liquid crystal display device formed thereby
US6665033B2 (en) * 2000-11-30 2003-12-16 International Business Machines Corporation Method for forming alignment layer by ion beam surface modification
US6660341B2 (en) * 2001-06-07 2003-12-09 International Business Machines Corporation Tilted vertical alignment of liquid crystals employing inorganic thin film composition and ion beam treatment
US6890850B2 (en) * 2001-12-14 2005-05-10 Applied Materials, Inc. Method of depositing dielectric materials in damascene applications
JP2005274641A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Sony Corp 液晶パネルの製造方法および液晶パネル
JP4878779B2 (ja) * 2004-06-10 2012-02-15 富士フイルム株式会社 膜形成用組成物、絶縁膜及び電子デバイス
KR20060066284A (ko) 2004-12-13 2006-06-16 삼성에스디아이 주식회사 액정 표시 장치
US20060188666A1 (en) 2005-02-18 2006-08-24 Seiko Epson Corporation Method of forming inorganic orientation film, inorganic orientation film, substrate for electronic devices, liquid crystal panel, and electronic equipment
US20070224365A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Callegari Alessandro C High pretilt homogeneous alignment and tilted vertical alignment by surface modification of thin films with nitrogen ion beam
US20080018841A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for forming LCD alignment films
JP2008090279A (ja) * 2006-09-04 2008-04-17 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示装置及び電子機器
JP2008129482A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Nec Lcd Technologies Ltd 液晶表示装置及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017116819A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP2020131476A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 日本ゼオン株式会社 積層体
JP7279392B2 (ja) 2019-02-14 2023-05-23 日本ゼオン株式会社 積層体

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