KR102422109B1 - 액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는 하부 투명 기판과 하부 편광판 보호막 사이에 위치하는 하부 편광판을 포함하는 하부 표시판 및 상부 투명 기판과 상부 편광판 보호막 사이에 위치하는 상부 편광판을 포함하는 상부 표시판을 포함하며, 상기 하부 편광판 및 상기 상부 편광판 중 적어도 하나의 편광판은 반사형 편광판으로, 일 방향으로 연장되어 배열되어 있는 복수의 선형 패턴및 상기 선형패턴의 측벽부 중 적어도 일부를 덮는 소수성막을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 이를 제조하는 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 상기 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 광원에 따라서 액정 셀의 배면에 위치한 백라이트를 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치, 자연 외부광을 이용하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치, 그리고 투과형 액정 표시 장치와 반사형 액정 표시 장치의 구조를 결합시킨 것으로, 실내나 외부 광원이 존재하지 않는 어두운 곳에서는 표시 소자 자체의 내장 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과 모드로 작동하고 실외의 고조도 환경에서는 외부광을 반사시켜 화상을 표시하는 반사 모드로 작동하는 반투과형 액정 표시 장치로 구분된다.
이 중 백라이트를 이용하여 화상을 표시하는 투과형 또는 반투과형 액정 표시 장치는 표시 휘도가 높다는 장점으로 인하여 주로 사용된다.
그러나 백라이트에서 입사되는 빛은 액정 표시 장치의 하부에 부착된 편광판에 의하여 50% 가량은 흡수되며, 나머지 50% 정도만 표시에 사용되는데 그로 인하여 광 효율이 떨어지며, 표시 휘도도 낮아진다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투과율 및 편광도 특성을 향상시킨 편광판을 포함하는 액정표시장치의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 하부 투명 기판과 하부 편광판 보호막 사이에 위치하는 하부 편광판을 포함하는 하부 표시판 및 상부 투명 기판과 상부 편광판 보호막 사이에 위치하는 상부 편광판을 포함하는 상부 표시판을 포함하며, 상기 하부 편광판 및 상기 상부 편광판 중 적어도 하나의 편광판은 반사형 편광판으로, 일 방향으로 연장되어 배열되어 있는 복수의 선형 패턴및 상기 선형패턴의 측벽부 중 적어도 일부를 덮는 소수성막을 포함한다.
상기 소수성막은 SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 소수성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 소수성막은 상기 선형패턴의 측벽부 전부를 덮으며, SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 소수성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 소수성막은 상기 선형패턴의 상부와 측벽부 중 적어도 일부를 덮으며, SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 소수성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 투명 기판 상에 금속층을 적층하는 단계, 상기 금속층에 선형 패턴을 형성하는 단계, 상기 금속층 선형패턴을 포함하는 편광판의 선형패턴의 표면을 덮는 소수성막을 적층하는 단계 및 상기 금속층 선형패턴 및 상기 소수성막을 포함하는 편광판 상에 보호막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 소수성막은, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 및 SiOC 중 어느 하나로 형성하거나, 상기 금속층 선형 패턴 상에 불소(Fluorine)을 포함하는 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(Plasma treatment)처리하여 형성할 수 있다.
상기 보호막은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성될 수 있다.
상기 금속층에 선형 패턴을 형성하는 단계 다음에, 상기 편광판의 비개구부 상에 감광막을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 소수성막을 적층하는 단계 다음에, 상기 감광막과 함께 상기 소수성막 중 상기 편광판의 선형패턴의 상부를 덮는 부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소수성막은, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 및 SiOC 중 어느 하나로 형성하거나, 상기 금속층 선형 패턴 상에 불소(Fluorine)을 포함하는 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(Plasma treatment)처리하여 형성할 수 있다.
상기 보호막은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 투명 기판 상에 금속층, 하드마스크용 물질을 적층하는 단계, 상기 하드 마스크용 물질에 선형 패턴을 형성하는 단계, 상기 하드 마스크용 물질 선형패턴의 표면을 덮는 소수성막을 적층하는 단계, 상기 하드 마스크용 물질 선형 패턴을 마스크로 하여 상기 금속층에 선형 패턴을 형성하는 단계 및 상기 하드 마스크용 물질 선형패턴, 상기 금속층 선형패턴 및 상기 소수성막을 포함하는 편광판 상에 편광판 보호막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 하드 마스크용 물질에 선형 패턴을 형성하는 단계 다음에, 상기 편광판의 비개구부 상에 감광막을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
상기 금속층에 선형 패턴을 형성하는 단계 다음에, 상기 감광막과 함께 상기 소수성막 중 상기 하드 마스크용 물질 선형패턴의 상부를 덮는 부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소수성막은, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 및 SiOC 중 어느 하나로 형성하거나, 상기 금속층 선형 패턴 상에 불소(Fluorine)을 포함하는 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(Plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다.
상기 보호막은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치 제조방법에 따르면, 투과율 및 편광도 특성이 향상된 편광판을 가지는 액정표시장치를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판(115)의 개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 상부 투명 기판(410), 상부 편광판(415)의 개구부, 상부 편광판 보호막(460)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법 중 한 단계를 하부 편광판의 개구부를 중심으로 하여 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부 및 비개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다.
도 14은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부 및 비개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 다른 형태로 구현될 수도 있다
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내는 등 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에", "위에", "아래에" 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수도 있고 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판(115)의 개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 상부 투명 기판(410), 상부 편광판(415)의 개구부, 상부 편광판 보호막(460)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1을 보면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛(10)과 액정 표시 패널을 포함한다.
먼저, 백라이트 유닛(10)은 광원, 도광판, 반사판 및 광학 시트를 포함할 수 있는데, 도 1에서는 이를 일체로만 도시하였다. 광원에서 제공된 빛은 도광판, 반사판 및 광학 시트를 통하여 상부의 액정 표시 패널로 제공된다. 실시예에 따라서는 광학 시트 중 서로 다른 굴절율의 두 층을 반복 적층한 휘도 향상 필름은 포함하지 않을 수도 있다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 패널에 사용된 하부 편광판(115)이 흡수형 편광판이 아니고 도 1의 실시예와 같이 반사형 편광판일 때 포함되지 않을 수 있다. 백라이트 유닛(10)에서 발생한 빛의 일부는 하부 편광판(115)의 비개구부에 의해 반사되며, 일부는 개구부에 의해 반사되고, 일부는 개구부에 의해 투과된다. 도 1의 화살표는 빛의 진행방향을 나타낸 것이다.
액정 표시 패널은 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 액정층(30), 하부 표시판(20) 및 상부 표시판(40)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(20)을 살펴본다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 하부 투명 기판(100) 상에 하부 편광판(115)이 형성되어 있다.
하부 편광판(115)은 반사형 편광판으로 개구부와 비개구부를 가지며,개구부는 도 2와 같이 금속층(110a, 110b), 하드마스크용 물질(120) 등으로 형성된 복수의 선형패턴 및 이를 덮는 소수성막(150)을 포함하는데, 도 1에서는 이를 일체로만 도시하였다.
복수의 선형패턴은 일 방향으로 연장되어 뻗어 있으며, 일정 간격을 두고 서로 떨어져 있다. 선형패턴의 간격은 가시광선의 파장보다 작으며, 수십 내지 수백 nm의 폭을 가진다. 선형패턴의 폭은 다양한 폭을 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 선형패턴간의 간격에 준하는 폭을 가진다. 선형패턴의 높이는 선형패턴을 형성하는 물질에 따라서 변할 수 있으며, 수십 내지 수백 nm의 폭을 가질 수 있다. 또한, 선형패턴은 금속층(110a, 110b)을 포함하며, 금속층 외에도 하드 마스크용 물질(120), 수지(resin) (130) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 금속층(110a, 110b)은 같은 금속으로 이루어져 한 층으로 형성될 수도 있고 다른 금속으로 이루어질 수도 있으나, 본 실시예에서는 110a는 알루미늄(Al) 110b는 티타늄(Ti)으로 이루어진다. 이와 같이 복수의 선형패턴이 일 방향으로 배열된 경우 배열 방향과 수직한 빛은 투과시킬 수 있으며, 이와 평행한 빛은 반사시킬 수 있다. 복수의 선형패턴의 사이의 간격 부분에는 공기가 채워져 있으며, 본발명에서는 이를 에어갭(air gap)이라 한다.
하부 편광판(115)은 선형 패턴의 표면, 즉, 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮고 있는 소수성막(150)을 포함한다. 소수성막(150)은 선형 패턴을 보호하는 보호막 공정 진행 시 선형 패턴 사이의 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하며, 에어갭의 양을 증가시키고 편광판의 투과율 및 편광도 특성을 향상시킨다. 소수성막(150)은 소수성 물질이면 되나, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어질 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다.
하부 편광판(115)의 개구부 및 비개구부의 상에는 하부 편광판 보호막(160)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 이루어지며, 이러한 소수성 물질은 보호막 공정 진행시 보호막 물질이 선형패턴 사이의 간격에 증착되는 현상을 소수성 성질로 인하여 감소시킨다. 이로 인해 선형패턴 사이의 에어갭이 감소하는 것이 방지된다. 본 실시예에서 하부 편광판 보호막(160)은 SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함한 물질이 주로 사용된다. 그러나 반드시 이에 한하는 것은 아니며 소수성 물질이라면 그 어떠한 것도 가능하다.
또한 하부 편광판 보호막(160) 전체가 소수성 물질로 이루어질 수 있지만, 이러한 소수성 물질은 에어갭내 보호막 물질 증착을 방지하는 것이 목적이므로, 적어도 개구부의 선형 패턴 상의 하부 편광판 보호막(160)이 소수성 물질로 이루어진 실시예도 가능하다.
나아가, 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질이 아닌 일반적인 유기막 또는 무기막 등으로 이루질 수도 있다. 소수성막(150)이 있기 때문에 하부 편광판 보호막(160)이 소수성 물질이 아니어도 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는 효과가 있기 때문이다.
하부 편광판 보호막(160)은 하부 편광판(115)이 그 상부에 있는 게이트 전극(210) 등과 직접 접촉하지 않도록 하여 이를 보호하는 역할을 할 수 있으며, 그 위에 박막 트랜지스터 및 배선을 형성할 수 있도록 하기 위한 층으로서 지지 역할을 할 수 있다.
복수의 선형패턴은 별도의 레진을 사용하지 않고, 하부 편광판 보호막(160) 및 하부 투명 기판(100)에 부착되어 있다.
도 1에서 도시하고 있는 하부 편광판(115)은 하부 투명 기판(100)의 상부에 형성되어 인셀(in cell) 타입으로 형성된 실시예이다.
실시예에 따라서는 도 1의 하부 편광판(115)과 달리 하부 편광판(115)이 하부 투명 기판(100)의 아래에 온 셀(on cell) 타입으로 형성될 수도 있다. 이 때, 하부 편광판(115)은 하부 투명 기판(100)의 외측에 형성되고, 하부 편광판 보호막(160)은 선형패턴의 아래에 위치하여 하부 편광판(115)의 복수의 선형패턴을 덮어 보호하는 역할을 할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 하부 표시판(20)의 하부 편광판 보호막(160)의 위에는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된다. 박막 트랜지스터와 화소 전극은 실시예에 따라서 다양한 구조로 형성될 수 있는데, 간단한 구조를 중심으로 살펴보면 아래와 같다.
하부 편광판 보호막(160)의 위에는 게이트선(gate line) 및 게이트선으로부터 게이트 전압을 인가받는 게이트 전극(gate electrode)(210)이 형성되어 있다. 게이트선은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(210)은 게이트선으로 부터 돌출되어 있을 수 있다.
게이트선 및 게이트 전극(210) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(220)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(220) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 반도체(230)가 형성되어 있다. 반도체(230)는 게이트 전극(210)의 위에 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터의 채널을 형성한다.
반도체(230) 및 게이트 절연막(220) 위에는 복수의 데이터선(data line)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(240d)이 형성되어 있다.
데이터선은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선과 교차한다. 각 데이터선은 게이트 전극(210)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(240s)을 포함한다. 드레인 전극(240d)은 데이터선과 분리되어 있으며 게이트 전극(210)을 중심으로 소스 전극(240s)과 마주한다.
하나의 게이트 전극(210), 하나의 소스 전극(240s) 및 하나의 드레인 전극(240d)은 반도체(230)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(240s)과 드레인 전극(240d) 사이의 반도체(230)에 형성된다.
반도체(230) 위이며, 소스 전극(240s) 및 드레인 전극(240d)의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)가 형성되어 있을 수 있다.
데이터선, 드레인 전극(240d) 및 노출된 반도체(230) 부분 위에는 평탄화 절연막(250)이 형성되어 있다. 평탄화 절연막(250)은 유기 절연물로 이루어지며 평탄하게 형성된다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하일 수 있다. 평탄화 절연막(250)은 무기 절연물로 만들어질 수 있으며, 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 또한, 평탄화 절연막(250)은 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
평탄화 절연막(250)에는 드레인 전극(240d)의 일단을 드러내는 접촉 구멍(contact hole)이 형성되어 있다.
평탄화 절연막(250)위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(260)이 형성되어 있다. 화소 전극(260)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(260)은 평탄화 절연막(250)의 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극(240d)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(240d)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(260)은 공통 전압(common voltage)을 인가받는 공통 전극(common electrode)(490)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(260, 490) 사이의 액정층(30)의 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(30)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(260)과 공통 전극(490)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)" 라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
화소 전극(260)의 위에는 배향막이 형성되어 있을 수 있다.
이하에서는, 상부 표시판(40)에 대하여 살펴본다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 상부 투명 기판(410)의 하부에는 상부 편광판(415)이 형성되어 있다.
상부 편광판(415)은 반사형 편광판으로 개구부와 비개구부를 가지며, 개구부는 도 3과 같이 금속층(110a, 110b), 하드마스크용 물질(120) 등으로 형성된 복수의 선형패턴 및 이를 덮는 소수성막(150)을 포함하는데, 도 1에서는 이를 일체로만 도시하였다.
복수의 선형패턴은 일 방향으로 연장되어 뻗어 있으며, 일정 간격을 두고 서로 떨어져 있다. 선형패턴의 간격은 가시광선의 파장보다 작으며, 수십 내지 수백 nm의 폭을 가진다. 선형패턴의 폭은 다양한 폭을 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 선형패턴간의 간격에 준하는 폭을 가진다. 선형패턴의 높이는 선형패턴을 형성하는 물질에 따라서 변할 수 있으며, 수십 내지 수백 nm의 폭을 가질 수 있다. 또한, 선형패턴은 금속층(110a, 110b)을 포함하며, 금속층 외에도 하드 마스크용 물질(120), 수지(resin) (130) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 금속층(110a, 110b)은 같은 금속으로 이루어져 한 층으로 형성될 수도 있고 다른 금속으로 이루어질 수도 있으나, 본 실시예에서는 110a는 알루미늄(Al) 110b는 티타늄(Ti)으로 이루어진다. 이와 같이 복수의 선형패턴이 일 방향으로 배열된 경우 배열 방향과 수직한 빛은 투과시킬 수 있으며, 이와 평행한 빛은 반사시킬 수 있다. 복수의 선형패턴의 사이의 간격 부분에는 공기가 채워져 있으며, 본발명에서는 이를 에어갭(air gap)이라 한다.
상부 편광판(415)는 선형 패턴의 표면, 즉, 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮고 있는 소수성막(150)을 포함한다. 소수성막(150)은 선형 패턴을 보호하는 보호막 공정 진행 시 선형 패턴 사이의 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하며, 에어갭의 양을 증가시키고 편광판의 투과율 및 편광도 특성을 향상시킨다. 소수성막(150)은 소수성 물질이면 되나, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어질 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이 도 1의 실시예에서는 하부 편광판(115)과 상부 편광판(415)의 구성 및 구조가 동일하다. 다만, 상부 편광판(415)의 복수의 선형패턴이 연장되어 있는 방향과 하부 편광판(115)의 복수의 선형패턴이 연장되어 있는 방향은 실시예에 따라서는 90도의 각도를 이루거나 그 외의 각도를 가질 수 있다.
상부 편광판(415)의 개구부 및 비개구부의 상에는 상부 편광판 보호막(460)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 상부 편광판 보호막(460)은 소수성 물질로 이루어지며, 이러한 소수성 물질은 보호막 공정 진행시 보호막 물질이 선형패턴 사이의 간격에 증착되는 현상을 소수성 성질로 인하여 감소시킨다. 이로 인해 선형 패턴 사이의 에어갭이 감소하는 것이 방지된다. 본 실시예에서 상부 편광판 보호막(460)은 SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함한 물질이 주로 사용된다. 그러나 반드시 이에 한하는 것은 아니며 소수성 물질이라면 그 어떠한 것도 가능하다.
또한 상부 편광판 보호막(460) 전체가 소수성 물질로 이루어질 수 있지만, 이러한 소수성 물질은 에어갭내 보호막 물질 증착을 방지하는 것이 목적이므로, 적어도 개구부의 선형 패턴 상의 상부 편광판 보호막(460)이 소수성 물질로 이루어진 실시예도 가능하다.
나아가, 상부 편광판 보호막(460)은 소수성 물질이 아닌 일반적인 유기막 또는 무기막 등으로 이루질 수도 있다. 소수성막(150)이 있기 때문에 상부 편광판 보호막(460)이 소수성 물질이 아니어도 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는 효과가 있기 때문이다.
상부 편광판 보호막(460)은 상부 편광판(415)이 그 하부에 있는 차광 부재(470)나 컬러 필터(480) 등과 직접 접촉하지 않도록 하여 제조 공정시 복수의 선형패턴을 보호하는 역할을 할 수 있으며, 그 위에 공통전극 등을 형성할 수 있도록 하기 위한 층으로서 지지 역할을 할 수 있다.
복수의 선형패턴은 별도의 레진을 사용하지 않고, 상부 편광판 보호막(460) 및 상부 투명 기판(410)에 부착되어 있다.
도 1에서 도시하고 있는 상부 편광판(415)은 상부 투명 기판(410)의 하부에 형성되어 인셀(in cell) 타입으로 형성된 실시예이다.
실시예에 따라서는 도 1의 상부 편광판(415)과 달리 상부 편광판(415)이 상부 투명 기판(410)의 위에 온 셀(on cell) 타입으로 형성될 수도 있다. 이 때, 상부 편광판(415)은 상부 투명 기판(410)의 외측에 형성되고, 상부 편광판 보호막(460)은 선형패턴의 위에 위치하여 상부 편광판(415)의 복수의 선형패턴을 덮어 보호하는 역할을 할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 상부 편광판 보호막(460)의 아래에는 차광 부재(470), 컬러 필터(480) 및 공통 전극(490)이 형성된다. 실시예에 따라서는 차광 부재(470), 컬러 필터(480) 및 공통 전극(490) 중 적어도 하나가 하부 표시판(20)에 형성될 수도 있으며, 3개 모두 하부 표시판(20)에 형성되는 실시예도 가능하다.
도 1에서 상부 편광판 보호막(460)의 아래에는 차광 부재(light blocking member)(470)가 형성되어 있다. 차광 부재(470)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛 샘을 막아준다. 차광 부재(470)는 화소 전극(260)과 마주보며 차광 부재(470)는 게이트선 및 데이터선에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분에 형성되어 있어 화소 전극(260) 사이의 빛샘을 막는다. 차광 부재(470)는 화소 전극(260)에 대응하는 부분에 개구부를 가진다.
상부 편광판 보호막(460) 및 차광 부재(470)의 아래에는 복수의 컬러 필터(480)가 형성되어 있다. 컬러 필터(480)는 차광 부재(470)의 개구부를 덮으며, 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 컬러 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(480) 아래에는 공통 전극(490)이 형성되어 있다. 공통 전극(490)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체로 만들어진다.
공통 전극(490)의 아래에는 배향막이 형성되어 있을 수 있다.
상부 표시판(40) 및 하부 표시판(20)의 사이에는 액정층(30)이 형성되어 있다. 액정층(30)은 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(310)를 포함한다. 액정 분자(310)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(40, 20)의 표면에 대하여 수직 또는 수평을 이룰 수 있다. 액정 분자(310)는 화소 전극(260)과 공통 전극(490)에 의하여 생성된 전계에 의하여 배향 방향이 바뀐다.
이하, 앞서 설명한 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서 변형가능한 실시예들을 설명한다. 하부 편광판(115) 및 하부 편광판 보호막(160)과 상부 편광판(415) 및 상부 편광판 보호막(460)은 그 구성과 효과가 동일하므로 이하 하부 편광판(115)와 하부 편광판 보호막(160)을 중심으로 설명한다.
앞서 설명한 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서는 하부 편광판 보호막(160)이 판형으로 형성되었으나, 실시예에 따라서 하부 편광판 보호막(160)은 도 4와 같이 방울 형태인 잉크젯 소수성 보호막(161)으로 형성될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다.
이러한 잉크젯 소수성 보호막(161)은 도 4와 같이 선형패턴 사이 간격 하나하나 마다 방울 형태로 형성될 수 있으며, 또는 방울이 선형패턴 사이 간격을 하나 이상 덮도록 형성 될 수도 있다. 잉크젯 소수성 보호막(161)은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성될 수 있으며, 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성될 수 있다. 접촉각이란 움직이지 않는 액체의 표면이 고체의 벽과 접촉하고 있을 때 액체면과 고체면이 이루는 각으로, 본 발명에서는 도 4에 표현된 바와 같이 선형 패턴의 표면과 잉크젯 소수성 보호막(161)의 표면이 이루는 각을 의미한다. 이러한 접촉각이 클수록 소수성의 성질이 크다. 특히 소수성막(150)이 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어지는 경우, 잉크젯 소수성 보호막(161)은 38 도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 가질 수 있다. 이렇게 보호막을 잉크젯 소수성 보호막(161)으로 형성하는 경우 보호막 공정 진행 시 선형 패턴 사이의 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 일이 감소한다. 따라서 에어갭의 양이 증가하고 편광판의 투과율 및 편광도 특성이 향상된다. 더욱이 본 실시예에서는 소수성막(150)과 잉크젯 소수성 보호막(161)이 모두 있으므로 에어갭 내에 보호막 물질이 증착되는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다.
상기와 같은 잉크젯 소수성 보호막(161)은 에어갭내 보호막 물질 증착을 방지하는 목적이므로, 도 4와 같이 적어도 개구부의 선형패턴 사이 간격의 입구를 막도록 형성되어있으면 그 효과가 있으며, 나아가 비개구부 판형패턴 상에도 형성할 수 있다. 잉크젯 소수성 보호막(161)의 접촉각이 너무 커서 그 상부에 있는 게이트 전극(210) 등과 맞닿는 부분이 평탄하지 않은 경우, 지지층의 역할을 못 할 수 있다. 이 경우, 평탄한 유기막 등이 상기 잉크젯 소수성 보호막(161) 및 하부 편광판(115) 상에 더 형성되어 있을 수 있다. 이러한 평탄한 유기막 등이 더 형성되더라도 선형패턴 사이 간격의 입구는 잉크젯 소수성 보호막(161)이 막고 있으므로, 에어갭 내에 보호막 물질이 증착되는 것은 방지된다. 이러한 평탄화 목적의 유기막 등은 당해 기술분야에서 흔히 사용되는 구성으로 당업자라면 누구나 용이하게 부가할 수 있다.
이하, 소수성막(150)이 잉크젯 소수성 보호막(161)의 접촉각을 얼마나 상승시키는지를 실험한 결과에 대해 설명한다. 앞서 설명한 바에 따르면 소수성막(150)과 잉크젯 소수성 보호막(161)이 모두 존재하는 경우 상기 잉크젯 소수성 보호막(161)은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 가질 수 있으며, 특히 소수성막(150)이 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어지는 경우 상기 잉크젯 소수성 보호막(161)은 38 도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 가질 수 있다. 이하 SiOC로 형성되거나 또는 SF6로 플라즈마 트리트먼트 처리로 형성된 소수성막(150) 위에 잉크젯 소수성 보호막(161)이 증착된 경우와 SiOx로 이루어진 하드마스크용 물질 위에 잉크젯 소수성 보호막(161)이 형성된 경우, 보호막의 접촉각이 얼마나 상승하는지 비교한 실험 결과인 [표 1]을 첨부한다.
위치　 SiOx SF6 PT 처리 후 SiOC
좌상 14.51 47.94 43.97
좌중 13.70 47.39 42.29
좌하 14.36 38.63 43.45
중상 16.12 45.07 42.70
중중 18.78 45.71 43.29
중하 16.19 40.03 41.91
우상 18.52 41.32 44.88
우중 25.99 45.22 44.60
우하 16.34 39.33 42.94
평균 17.17 43.40 43.34
최대 25.99 47.94 44.88
최소 13.70 38.63 41.91
상기 [표 1]을 보면 소수성막(150) 없이, SiOx로 이루어진 하드마스크용 물질 위에 잉크젯 소수성 보호막(161)이 형성된 경우 잉크젯 소수성 보호막(161)과 선형 패턴과의 접촉각은 13.70에서 25.99사이 이다. 반면 SF6로 플라즈마 트리트먼트 처리된 소수성막(150)위에 잉크젯 소수성 보호막(161)이 형성된 경우 접촉각은 47.94에서 38.63사이 인 것을 알 수 있다. 또한 SiOC로 이루어진 소수성막(150)위에 잉크젯 소수성 보호막(161)이 형성된 경우 접촉각은 44.88에서 41.91사이 인 것을 알 수 있다. 상기 결과를 보면 소수성막(150) 없이 잉크젯 소수성 보호막(161)만 존재하는 경우 잉크젯 소수성 보호막(161)이 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 가지며, SiOC로 형성되거나 SF6로 플라즈마 트리트먼트 처리로 형성된 소수성막(150)위에 잉크젯 소수성 보호막(161)을 형성한 경우 상기 잉크젯 소수성 보호막(161)은 접촉각 38 도(°)이상 48도(°)이하에서 형성되는 것을 알 수 있다. SiOC로 형성되거나 SF6로 플라즈마 트리트먼트 처리로 형성된 소수성막(150)이 있는 경우, 없는 경우에 비해 접촉각이 25도(°) 이상 상승한 것을 확인할 수 있다. 이렇게 접촉각이 클수록 소수성의 성질이 크기 때문에 보호막 공정 진행 시 선형 패턴 사이의 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 일이 감소하고, 편광판의 투과율 및 편광도 특성이 향상된다.
이하, 도 5 내지 도 8, 및 도 1 내지 도 2를 참조하여, 앞서 설명한 도 1 내지 도 2에 도시된 액정표시장치에 대한 제조방법을 설명한다. 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다. 구성 물질 및 자세한 구조 등에 대한 설명은 도 1내지 도 3에 대해 앞서 한 설명을 참조할 수 있으므로 생략한다.
먼저 도 5와 같이 투명기판 상에 금속층(110a, 110b), 하드 마스크용 물질(120)과 수지(resin)(130)를 차례로 적층한 후, 상기 수지(130) 중 개구부 부분을 선형 가압 틀로 가압한다. 다음 도 6과 같이 상기 수지(130)를 식각하여 선형 패턴을 형성한다. 다음으로 도 7과 같이 상기 수지 선형 패턴을 이용하여 상기 하드 마스크용 물질(120)을 선형으로 패터닝 하고 상기 수지 선형 패턴을 제거한다. 실시예에 따라 상기 수지(130)는 완전히 제거 하지 않고 도 7과 같이 일부 남도록 공정할 수 있다. 다음으로 도 8과 같이 상기 하드 마스크용 물질의 선형 패턴을 식각 마스크로 상기 금속층(110a, 110b)을 선형 패턴으로 식각하고, 상기 금속층 선형 패턴의 표면, 즉 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮도록 소수성막(150)을 형성한다. 소수성막(150)은 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 형성될 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다. 마지막으로 도 2와 같이 선형 패턴 및 소수성막(150)의 상부에 하부 편광판 보호막(160)을 형성한다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성된다.
여기서 하부 편광판 보호막(160)을 잉크젯 공정으로 형성하는 경우 도 4에 도시된 실시예의 제조방법이 된다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 하부 편광판을 중심으로 설명한다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 실시예들과 구성 및 구조가 동일한 부분은 생략한다.
도 9를 보면 하부 투명 기판(100)상에, 금속층(110a, 110b), 하드마스크용 물질(120)으로 이루어진 선형패턴이 있고, 소수성막(150)이 선형패턴의 측벽부 중 하부 편광판 보호막(160)과 인접한 일부와 선형패턴의 상부에만 형성되어 있다. 소수성막(150)은 선형 패턴 사이에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는데 목적이 있으므로, 적어도 선형패턴의 측벽부 중 하부 편광판 보호막(160)과 인접해 있는 부분에 형성되어있으면 그 효과가 있다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성될 수 있다.
또한 별도로 도시하지는 않았지만, 도 9의 실시예에서 하부 편광판 보호막(160) 대신 잉크젯 소수성 보호막(161)을 갖는 실시예가 가능하다. 잉크젯 소수성 보호막(161)은 13도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 갖으며, 특히 소수성막(150)이 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어지는 경우, 38 도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 가질 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7, 도 9 내지 도 10을 참조하여, 앞서 설명한 도 9에 도시된 액정표시장치에 대한 제조방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법 중 한 단계를 하부 편광판의 개구부를 중심으로 하여 나타낸 도면이다. 동일한 구성 물질 및 구조 등에 대한 설명은 앞서 한 실시예들의 설명을 참조할 수 있으므로 생략한다.
먼저 도 5와 같이 투명기판 상에 금속층(110a, 110b), 하드 마스크용 물질(120)과 수지(resin)(130)를 차례로 적층한 후, 상기 수지(130) 중 개구부 부분을 선형 가압 틀로 가압한다. 다음 도 6과 같이 상기 수지(130)를 식각하여 선형 패턴을 형성한다. 다음으로 도 7과 같이 상기 수지 선형 패턴을 이용하여 상기 하드 마스크용 물질(120)을 선형으로 패터닝 하고 상기 수지 선형 패턴을 제거한다. 실시예에 따라 상기 수지(130)는 완전히 제거 하지 않고 도 7과 같이 일부 남도록 공정할 수 있다. 다음으로 도 10과 같이 하드 마스크용 물질 선형 패턴 패턴의 표면, 즉, 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮도록 소수성막(150)을 형성한다. 소수성막(150)은 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 형성될 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다. 마지막으로 도 9와 같이 상기 하드 마스크용 물질의 선형 패턴을 식각 마스크로 상기 금속층(110a, 110b)을 선형 패턴으로 식각하고, 선형 패턴 및 소수성막(150)의 상부에 하부 편광판 보호막(160)을 형성한다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성할 수 있다.
여기서 하부 편광판 보호막(160)을 잉크젯 공정으로 형성하는 경우 별도로 도시하지는 않았지만, 도 9의 실시예에서 하부 편광판 보호막(160) 대신 잉크젯 소수성 보호막(161)을 갖는 실시예에 대한 제조방법이 된다.
이하, 도 11 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 하부 편광판을 중심으로 설명한다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 실시예들과 구성 및 구조가 동일한 부분은 생략한다.
도 11을 보면 하부 투명 기판(100)상에, 개구부 부분에 금속층(110a, 110b), 하드마스크용 물질(120)으로 이루어진 선형패턴이 있고, 소수성막(150)이 선형패턴의 측벽부 중 하부 편광판 보호막(160)과 인접한 일부에만 형성되어 있다. 소수성막(150)은 선형 패턴 사이에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는데 목적이 있으므로, 적어도 선형패턴의 측벽부 중 하부 편광판 보호막(160)과 인접해 있는 부분에 형성되어있으면 그 효과가 있다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성될 수 있다.
도 12의 실시예는 앞서 설명한 도 11의 실시예에서 하부 편광판 보호막(160) 대신 잉크젯 소수성 보호막(161)을 갖는다. 잉크젯 소수성 보호막(161)은 13도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 갖으며, 특히 소수성막(150)이 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어지는 경우, 38 도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 가질 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 앞서 설명한 도11 내지 도 12에 도시된 액정표시장치에 대한 제조방법을 설명한다. 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부 및 비개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다. 동일한 구성 물질 및 구조 등에 대한 설명은 앞서 한 실시예들의 설명을 참조할 수 있으므로 생략한다.
먼저 투명기판 상에 금속층(110a, 110b), 하드 마스크용 물질(120)과 수지(resin)(130)를 차례로 적층한 후, 상기 수지(130) 중 개구부 부분을 선형 가압 틀로 가압한다. 다음 상기 수지(130)를 식각하여 선형 패턴을 형성한다. 다음으로 상기 수지 선형 패턴을 이용하여 상기 하드 마스크용 물질(120)을 선형으로 패터닝 하고 상기 수지 선형 패턴을 제거한다. 실시예에 따라 상기 수지(130)는 완전히 제거 하지 않고 도 13과 같이 일부 남도록 공정할 수 있다. 다음으로 도 13과 같이 하드 마스크용 물질(120) 선형 패턴이 없는 비개구부 상에 감광막(140)을 형성한다. 감광막(140) 및 하드 마스크용 물질(120) 선형 패턴의 표면, 즉, 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮도록 소수성막(150)을 형성한다. 소수성막(150)은 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 형성될 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다. 다음으로 감광막(140)을 제거한다. 이때 소수성막(150) 중 선형 패턴의 상부를 덮는 부분이 함께 제거된다. 선형패턴 표면의 상부에 소수성막(150)이 제거된 경우 선형패턴과 소수성 보호막의 접착성이 좋아지는 효과가 있다. 마지막으로 도 11과 같이 상기 하드 마스크용 물질(120)의 선형 패턴을 식각 마스크로 상기 금속층(110a, 110b)을 선형 패턴으로 식각 후, 선형 패턴 및 소수성막(150)의 상부에 하부 편광판 보호막(160)을 형성한다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성할 수 있다.
여기서 하부 편광판 보호막(160)을 잉크젯 공정으로 형성하는 경우 도 12에 도시된 실시예의 제조방법이 된다.
이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 하부 편광판을 중심으로 설명한다. 도 14은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부 및 비개구부, 하부 편광판 보호막(160)을 확대하여 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 실시예들과 구성 및 구조가 동일한 부분은 생략한다.
도 14를 보면 하부 투명 기판(100)상에, 개구부 부분에 금속층(110a, 110b), 하드마스크용 물질(120)으로 이루어진 선형패턴이 있고, 소수성막(150)이 선형패턴의 측벽부 및 하부에 형성되어 있다. 선형패턴 및 소수성막(150) 위의 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성될 수 있다.
또한 별도로 도시하지는 않았지만, 도 14의 실시예에서 하부 편광판 보호막(160) 대신 잉크젯 소수성 보호막(161)을 갖는 실시예가 가능하다. 잉크젯 소수성 보호막(161)은 13도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 갖으며, 특히 소수성막(150)이 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 이루어지는 경우, 38 도(°)이상 48도(°)이하의 접촉각을 가질 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 15를 참조하여, 앞서 설명한 도14에 도시된 액정표시장치에 대한 제조방법을 설명한다. 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치에 대한 제조방법을 하부 편광판의 개구부 및 비개구부를 중심으로 하여 순서대로 나타낸 도면이다. 동일한 구성 물질 및 구조 등에 대한 설명은 앞서 한 실시예들의 설명을 참조할 수 있으므로 생략한다.
먼저 투명기판 상에 금속층(110a, 110b), 하드 마스크용 물질(120)과 수지(resin)(130)를 차례로 적층한 후, 상기 수지(130) 중 개구부 부분을 선형 가압 틀로 가압한다. 다음 상기 수지(130)를 식각하여 선형 패턴을 형성한다. 다음으로 상기 수지 선형 패턴을 이용하여 상기 하드 마스크용 물질(120)을 선형으로 패터닝 하고 상기 수지 선형 패턴을 제거한다. 실시예에 따라 상기 수지(130)는 완전히 제거 하지 않고 도 15와 같이 일부 남도록 공정할 수 있다. 다음으로 도 15와 같이 하드 마스크용 물질(120) 선형 패턴을 식각 마스크로 금속층(110a, 110b)을 식각하고, 선형 패턴이 없는 비개구부 상에 감광막(140)을 형성한다. 감광막(140) 및 선형 패턴의 표면, 즉, 선형패턴의 측벽부, 상부, 하부를 덮도록 소수성막(150)을 형성한다. 소수성막(150)은 불소(Fluorine)를 포함하는 물질 또는 SiOC로 형성될 수 있다. 상기 불소를 포함하는 물질은 불소를 포함한 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(plasma treatment)처리하여 형성될 수 있다. 다음으로 감광막(140)을 제거한다. 이때 소수성막(150) 중 선형 패턴의 상부를 덮는 부분이 함께 제거된다. 선형패턴 표면의 상부에 소수성막(150)이 제거된 경우 선형패턴과 소수성 보호막의 접착성이 좋아지는 효과가 있다. 마지막으로 도 14와 같이 선형 패턴 및 소수성막(150)의 상부에 하부 편광판 보호막(160)을 형성한다. 하부 편광판 보호막(160)은 소수성 물질로 형성할 수 있다.
여기서 하부 편광판 보호막(160)을 잉크젯 공정으로 형성하는 경우 별도로 도시하지는 않았지만, 도 14의 실시예에서 하부 편광판 보호막(160) 대신 잉크젯 소수성 보호막(161)을 갖는 실시예에 대한 제조방법이 된다.
소수성막(150)이 형성되는 위치를 앞서 설명한 바와 같이 도면에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 도면의 개시에 한정되지 않으며 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한에서 다양한 변형이 포함된다. 소수성막(150)이 더 넓은 면적에 형성되어 있을수록, 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는 효과가 극대화 된다.
또한 도 16에 도시된 실시예와 같이 소수성막(150) 없이 잉크젯 소수성 보호막(161)만 갖는 실시예도 가능하다. 잉크젯 소수성 보호막(161)이 있기 때문에 소수성막(150)이 없어도 에어갭(air gap)내에 보호막 물질이 증착되는 것을 방지하는 효과가 있기 때문이다. 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 하부 투명 기판(100), 하부 편광판의 개구부, 잉크젯 소수성 보호막(161)을 확대하여 나타낸 도면이다.
앞서 설명한 실시예들에서 편광판은 개구부 및 비개구부를 가지며, 개구부는 복수의 선형패턴을 가지고, 비개구부는 판형패턴을 가지나, 실시예에 따라 편광판은 전체가 개구부로 이루어질 수도 있다. 즉, 실시예에 따라 편광판은 전체가 복수의 선형패턴으로 이루어 질 수 있다.
또한, 앞서 설명한 실시예들은 하부 편광판을 기준으로 도면 부호를 붙이고 설명하였으나 상부 편광판에도 동일하게 적용될 수 있으며, 하부 편광판 또는 상부 편광판 중 적어도 어느 하나가 본 발명의 반사형 편광판이면 족하다. 실시예에 따라서는 하부 편광판 또는 상부 편광판 중 어느 하나가 일측 편광의 빛은 흡수하고 이에 수직한 편광의 빛만 투과시키는 흡수형 편광판일 수도 있다. 그러나 하부 편광판 또는 상부 편광판 중 반드시 어느 하나는 본 발명의 반사형 편광판에 해당해야 한다. 나아가 하부 편광판과 및 상부 편광판 모두 본 발명의 반사형 편광판일 수 있다. 또한 앞서 하부 편광판과 상부 편광판에 적용되는 실시예가 서로 다를 수도 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 백라이트 유닛 20: 하부 표시판
30: 액정층 40: 상부 표시판
100: 하부 투명 기판 110a, 110b: 금속층
115: 하부 편광판 120: 하드마스크용 물질
130: 수지(resin) 140: 감광막
150: 소수성막 160: 하부 편광판 보호막
161: 잉크젯 소수성 보호막 210: 게이트 전극
220: 게이트 절연막 230: 반도체
240d: 드레인 전극 240s: 소스 전극
250: 평탄화 절연막 260: 화소 전극
310: 액정 분자 410: 상부 투명 기판
415: 상부 편광판 460: 상부 편광판 보호막
470: 차광 부재 480: 컬러 필터
490: 공통 전극

Claims (20)

  1. 하부 투명 기판과 하부 편광판 보호막 사이에 위치하는 하부 편광판을 포함하는 하부 표시판; 및
    상부 투명 기판과 상부 편광판 보호막 사이에 위치하는 상부 편광판을 포함하는 상부 표시판; 을 포함하며,
    상기 하부 편광판 및 상기 상부 편광판 중 적어도 하나의 편광판은 반사형 편광판으로, 일 방향으로 연장되어 배열되어 있는 복수의 선형 패턴, 상기 선형패턴의 측벽부 중 적어도 일부를 덮는 소수성막, 및 상기 복수의 선형 패턴 사이에 공기로 채워진 에어갭을 포함하고,
    상기 소수성막은 상기 선형패턴의 상부를 덮지 않는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소수성막은 SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함하는 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 소수성 물질로 이루어지는 액정 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성되는 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 소수성막은 상기 선형패턴의 측벽부 전부를 덮으며, SiOC 또는 불소(Fluorine)을 포함하는 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 소수성 물질로 이루어지는 액정 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 하부 편광판 보호막 및 상기 상부 편광판 보호막 중 적어도 상기 선형패턴과 대면하고 있는 부분은 13도(°)이상 48도(°) 이하의 접촉각을 갖도록 형성되는 액정 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 투명 기판 상에 금속층을 적층하는 단계;
    상기 금속층에 편광판을 구성하는 복수의 선형 패턴을 형성하는 단계;
    상기 편광판의 비개구부 상에 감광막을 적층하는 단계;
    상기 금속층 선형패턴을 포함하는 편광판의 선형패턴의 표면을 덮는 소수성막을 적층하는 단계;
    상기 감광막과 함께 상기 소수성막 중 상기 편광판의 선형패턴의 상부를 덮는 부분을 제거하는 단계; 및
    상기 금속층 선형패턴 및 상기 소수성막을 포함하는 편광판 상에 보호막을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 복수의 선형 패턴 사이에는 공기로 채워진 에어갭이 위치하는 액정표시장치의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 소수성막은, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 및 SiOC 중 어느 하나로 형성하거나, 상기 금속층 선형 패턴 상에 불소(Fluorine)을 포함하는 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(Plasma treatment)처리하여 형성하는 액정표시장치의 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 보호막은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성되는 액정표시장치의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 투명 기판 상에 금속층, 하드마스크용 물질을 적층하는 단계;
    상기 하드 마스크용 물질에 선형 패턴을 형성하는 단계;
    상기 하드 마스크용 물질의 선형 패턴이 없는 비개구부 상에 감광막을 형성하는 단계;
    상기 하드 마스크용 물질 선형패턴의 표면을 덮는 소수성막을 적층하는 단계;
    상기 하드 마스크용 물질 선형 패턴을 마스크로 하여 상기 금속층에 선형 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광막과 함께 상기 소수성막 중 상기 하드 마스크용 물질 선형패턴의 상부를 덮는 부분을 제거하는 단계; 및
    상기 하드 마스크용 물질 선형패턴, 상기 금속층 선형패턴 및 상기 소수성막을 포함하는 편광판 상에 편광판 보호막을 형성하는 단계;
    를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 소수성막은, 불소(Fluorine)을 포함하는 물질 및 SiOC 중 어느 하나로 형성하거나, 상기 금속층 선형 패턴 상에 불소(Fluorine)을 포함하는 가스(gas)로 플라즈마 트리트먼트(Plasma treatment)처리하여 형성하는 액정표시장치의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 보호막은 잉크젯(Inkjet)공정으로 형성되는 액정표시장치의 제조 방법.
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