KR20110045480A - 표시 기판, 이의 제조 방법 및 표시패널의 제조 방법 - Google Patents

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KR20110045480A
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Abstract

표시기판, 이의 제조 방법 및 표시패널의 제조방법에서, 상기 표시기판은 제1 베이스 기판상의 화 소영역내에 배치된 컬러필터층, 서로 인접한 화소 영역들의 경계 영역에 배치된 제1 차광패턴, 상기 컬러필터층 상에 배치된 화소전극, 및 상기 제1 차광패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 배치된 유기절연막을 포함한다. 따라서, 화소영역에서의 유기절연막으로부터 발생되는 불순물에 의한 표시품질의 저하를 최소화하고, 경계영역에서의 차광패턴에 의한 단차로 인해 발생되는 액정 퍼짐성 불량 발생을 억제할 수 있다.
유기 절연막, 차광패턴

Description

표시 기판, 이의 제조 방법 및 표시패널의 제조 방법{DISPLAY SUBSTRATE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 기판, 이의 제조 방법 및 표시패널의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시품질을 개선하기 위한 표시 기판, 이의 제조 방법 및 표시패널의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시장치(liquid crystal display)는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널(liquid crystal display panel) 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(back-light assembly)를 포함한다. 상기 액정 표시패널은 일반적으로 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 컬러필터층 기판 및 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터층 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
어레이 기판 위에 칼라필터를 형성하는 COA(color filter on array) 방식 또는 칼라필터와 블랙매트릭스를 모두 어레이 기판 위에 형성하는 방식 BOA(black matrix on array) 방식이 주목받고 있으며, COA 또는 BOA 방식에 의하면 상부 기판과의 얼라인 마진을 고려할 필요가 없어 화소의 개구율이 향상되며, 상부 기판을 단순화하여 원가가 절감되는 장점이 있다.
최근에는 액정 표시장치 소자인 박막 트랜지스터의 보호막으로 저유전성 유기 박막을 보호막 또는 절연막으로 사용하는 방법이 이용되고 있는데, 이 방법은 기생용량의 감소로 화질을 향상시킬 뿐만 아니라, 개구율을 향상시키는 장점이 있다. 그러나, 상기 COA 및 BOA 구조는 어레이 기판 상에 칼라필터 및 블랙매트릭스가 형성됨에 따라서 상기 칼라필터와 블랙매트릭스에 의한 단차로 액정 퍼짐성 불량이 발생하는 문제점이 초래된다. 또한 유기절연막을 사용함으로 인해서, UV노광시 유기절연막의 재료가 분해되어 가스등의 불순물이 발생되어 표시품질을 저하시키는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 품질을 개선하기 위한 표시 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본발명의 또 다른 목적은 표시패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시기판은 베이스 기판상의 화 소영역내에 배치된 컬러필터층, 서로 인접한 화소 영역들 사이의 제1 경계 영역에 배치된 제1 유기 절연패턴, 상기 컬러필터층 상에 배치된 화소전극, 및 상기 제1 유기 절연패턴상에 배치된 제1 차광 패턴을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 베이스 기판상에 형성되어 간격을 유지하고, 상기 제1 차광패턴과 동일한 물질로 이루어진 유지부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 컬러필터층과 상기 화소 전극 사이에 배치된 무기 절연막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 무기 절연막은 상기 제1 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 화소전극은 상기 화소영역의 제1 서브 화소 영역에 배치된 제1 서브 화소전극 및 상기 화소영역의 제2 서브 화소 영역에 배치된 제2 서브화소전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 서브 화소전극에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 서브 화소전극에 연결된 제2 스위칭소자를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자들은 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들 사이의 제2 경계 영역에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 경계 영역에 배치된 제2 유기 절연 패턴, 및 상기 제2 유기 절연 패턴 상에 배치된 제2 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 무기 절연막은 상기 제2 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 화소 전극 상에 배치되고 선경사각을 갖는 반응성 메조겐층을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일실시예에 따른 표시패널 의 제조 방법에서, 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판상의 화소영역내에 컬러필터층을 형성한다. 상기 컬러필터층이 형성된 상기 베이스 기판상에 유기절연막을형성한다. 상기 컬러필터층과 대응하는 영역의 유기절연막은 제거하고, 화소 영역들의 제1 경계 영역의 유기절연막은 일부 두께를 제거하여, 제1 유기 절연 패턴을 형성한다. 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극을 형성한다. 상기 제1 유기 절연패턴상에 제1 차광 패턴 및 상기 컬러필터층상에 유지 부재를 형성한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 유기 절연 패턴을 형성하기 전에 상기 컬러필터층이 형성된 제1 베이스 기판 상에 무기절연막이 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 화소 전극을 형성하는 단계는, 상기 화소 영역의 제1 서브 화소 영역에 제1 서브 화소전극을 형성하고, 상기 화소 영역의 제2 서브 화소 영역에 제2 서브 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들 사이의 제2 경계 영역에 배치되고, 상기 제2 경계 영역에 대응하는 상기 베이스 기판 상에 제2 유기 절연 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제2 유기 절연 패턴상에 제2 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 무기 절연막은 상기 제2 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 화소 전극이 형성된 제1 베이스 기판 상에 반응성 메조겐층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반응성 메조겐층을 형성하는 단계는 하기 화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 반응성 메조겐을 포함하는 액정 조성물에 광을 조사하여 형성할 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112009065646246-PAT00001
<화학식 2>
Figure 112009065646246-PAT00002
<화학식 3>
Figure 112009065646246-PAT00003
<화학식 4>
Figure 112009065646246-PAT00004
상기 화학식 1 내지 4에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 아크릴레이트기, 비닐기 또는 에폭시기를 나타내고, Y는 -(CH2)-, -O-, -CO-, -C(CF3)2- 또는 단결합을 나타내며, X1 내지 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 불소를 나타내고, 상기 n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 일실시예에 따른 표시패널의 제조 방법에서, 스위칭 소자가 형성된 제1 베이스 기판상의 화소영역내에 배치된 컬러필터층, 상기 컬러필터층상에 형성된 유기절연막, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극, 상기 화소전극의 경계 영역에 형성된 차광패턴을 포함하는 제1 기판을 형성한다. 이어서, 제 2 베이스 기판상에 형성된 공통전극을 포함하는 제2 기판을 형성한다. 이어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정 조성물을 개재한다. 이어서, 상기 제1 및 제2 기판에 광을 조사하여 상기 제1 및 제2 기판 각각 제1 및 제2 반응성 메조겐층을 형성한다. 상기 액정 조성물은 하기화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 메조겐을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112009065646246-PAT00005
<화학식 2>
Figure 112009065646246-PAT00006
<화학식 3>
Figure 112009065646246-PAT00007
<화학식 4>
Figure 112009065646246-PAT00008
상기 화학식 1 내지 4에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 아크릴레이트기, 비닐기 또는 에폭시기를 나타내고, Y는 -(CH2)-, -O-, -CO-, -C(CF3)2- 또는 단결합을 나타내며, X1 내지 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 불소를 나타내고, 상기 n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반응성 메조겐은 액정조성물의 전체 중량에 대하여 0.05 내지 0.5 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층을 형성하기 이전에, 표시패널에 전기장을 인가한 상태에서 3J 내지 10J/cm2의 비편광 자외선을 조사하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 20J 내지 60J/cm2의 비편광 자외선을 조사하여 액정에 선경사각을 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 기판을 형성하는 단계는 상기 스위칭 소자가 형성된 제1 베이스 기판상의 화소영역 내에 배치된 상기 컬러필터층을 형성하는 단계, 상기 컬러필터층이 형성된 상기 제1 베이스 기판 상에 네가티브형 상기 유기 절연막을 형성하는 단계, 상기 화소 영역에 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계, 및 인접한 화소 전극들 사이의 경계 영역에 배치된 차광 패턴, 및 유지부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시기판, 이의 제조방법 및 표시패널의 제조방법에 의하면, 화소영역내의 컬러필터층과 대응하는 영역의 유기절연막을 제거하여 화소영역에 인입되는 불순물을 제거하고, 경계영역에서의 차광 패턴에 의한 단차를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특 징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시패널은 제 1기판(100), 제2 기판(200) 및 액정층(300)을 포함한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(101)상에 형성된 게이트 라인(GLn), 데이터 라인(DLm), 스토리지 라인(STL), 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3), 게이트 절연층(120), 액티브층(130), 패시베이션층(140), 컬러필터층(150), 무기절연막(160), 유기절연패턴(170), 화소전극(PE), 차광패턴(190) 및 유지부재(195)를 포함한다.
제1 게이트 라인(GL1) 및 제2 게이트 라인은 제1 방향으로 연장되고,상기 제2 게이트 라인은 상기 제1 게이트 라인과 인접하게 배치된다. 상기 제1 데이터 라인 및 제2 데이터 라인은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제2 데이터 라인은 상기 제1 데이터 라인과 인접하게 배치된다.
상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 상기 제1 데이터 라인(DL1)이 교차하는 영역과 인접하게 배치된다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 및 제2 서브 화소 영역들 간의 경계 영역에 배치된다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 제1 게이트 전극(GE1)이 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결되고, 제1 소스 전극(SE1)이 제1 데이터 라인(DL1)과 연결되며, 상기 제1 서브 화소전극(PE1)은 제1 콘택홀(CNT1)를 통해 제1 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된다.
상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 상기 제1 데이터 라인(DL1)이 교차하는 영역과 인접하게 배치된다. 상기 제1 스위칭 소자(SW2)는 상기 제1 및 제2 서브 화소영역들 간의 경계 영역에 배치된다. 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 제2 게이트 전극(GE2)이 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결되고, 제2 소 스 전극(SE2)이 상기 제1 데이터 라인(DL1) 및 상기 제1 소스전극(SE2)과 연결되며, 상기 제2 서브 화소전극(PE2)은 제2 콘택홀(CNT2)를 통해 제2 드레인 전극(DE2)과 전기적으로 연결된다.콘택홀 상기 제2 서브 화소전극(PE2)은 상기 제1 서브 화소영역과 인접한 상기 화소 영역의 제2 서브 화소영역에 배치된다.
상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제2 게이트 라인(GL2)과 상기 제2 데이터 라인(DL2)이 교차하는 영역과 인접하게 배치된다. 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제1 및 제2 서브 화소영역들 간의 경계 영역에 배치된다. 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 제3 게이트 전극(GE3)이 상기 제2 게이트 라인(GL2)과 연결되고, 제3 소스 전극(SE3)이 상기 제1 데이터 라인(DL1) 및 상기 제2 드레인 전극(DE2)과 연결되며, 제3 드레인 전극(DE3)이 상기 스토리지 라인(STL)과 연결된다.
상기 제1 스토리지 라인(STL1)은 상기 제1 서브 화소전극(PE1)과 부분적으로 중첩되어 상기 제1 서브 화소영역을 둘러싸도록 배치된다. 제2 스토리지 라인(STL2)은 상기 제1 및 제2 데이터 라인들과 중첩되고 상기 제1 스토리지 라인(STL1)과 제3 콘택홀을 통해 전기적으로 연결된다.
상기 제1 서브 화소전극(PE1)과 상기 제1 스토리지 라인(STL1)사이에는 게이트 절연층(120) 및 패시베이션층(140)이 배치된다.
상기 제3 스위칭 소자(SW3)의 상기 제3 드레인 전극(DE3)은 다운 캐패시터(Cdown)의 제1 전극(125)과 연결되고, 상기 제1 전극(125)은 상기 제1 스토리지 라인(STL1)과 중첩된다. 상기 제1 스토리지 라인(STL1)은 상기 다운 캐패시터의 제2 전극으로 정의될 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자(SW1) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)에 인가되는 제1 게이트 신호에 응답하여 턴-온 되고, 상기 제3 스위칭 소자(SW3)는 상기 제2 게이트 라인(GL2)에 인가되는 제2 게이트 신호에 응답하여 턴-온된다. 결과적으로 상기 제3 스위칭 소자(SW3)가 턴-온 되면 상기 다운 커패시터(Cdown)는 상기 제2 서브 화소 전극에 의해 충전된 데이터 전압을 다운시킨다. 상기 제1 서브 화소전극(PE1)이 형성된 영역이 상기 표시패널의 하이픽셀(HP)로 정의되고, 상기 제2 서브 화소전극(PE2)이 형성된 영역이 로우 픽셀(LP)로 정의될 수 있다.
상기 제1 서브 화소전극(PE1)은 제1 마이크로 전극(183a)을 포함하고, 상기 제1 마이크로 전극들(183a)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 십자형의 제1 몸체부(181a)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다. 상기 제2 서브 화소전극(PE2)는 제2 마이크로 전극(183b)을 포함하고, 상기 제2 마이크로 전극들(183b)는 십자형의 제2 몸체부(181b)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2) 및 상기 제1 내지 제3 게이트 전극들(GE1, GE2, GE2)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 상기 게이트 절연층(120)이 형성된다. 상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 패턴 및 스토리지 라인(STL)을 커버한다.
상기 게이트 절연층(120)상에는 스위칭 소자(SW)의 전기적 통로인 액티브층(130)이 형성된다. 상기 액티브층(140)은 일례로, 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, s-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 이온 도핑된 비정질 실리콘(n+ s-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층이 적층된 구조로 형성된다.
상기 액티브층(130)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)상에 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 제1 내지 제3 소스 전극들(SE1, SE2, SE3), 및 제1 내지 제3 드레인 전극들(DE1, DE2, DE3)을 포함하는 소스 패턴을 형성된다. 상기 소스 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(101)상에 상기 패시베이션층(140)이 형성된다.
상기 패시베이션층이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 상기 컬러필터층(150)이 형성된다. 상기 컬러필터층(150)는 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 및 제1 및 제 2 데이터 라인들(DL1, DL2)이 정의하는 제1 서브 화소영역 및 제 2 서브화소영역에 형성될 수 있다. 상기 컬러필터층(150)는 제1 컬러필터층, 제2 컬러필터층, 및 제3 컬러필터층을 포함할 수 있다. 상기 제1 컬러필터층 내지 상기 제3 컬러필터층은 서로 다른 컬러를 나타낸다. 예를 들어, 상기 제1 컬러필터층은 레드 컬러를 나타내고, 상기 제2 컬러필터층은 블루 컬러를 나타내고, 상기 제3 컬러필터층은 그린 컬러를 나타낼 수 있다.
상기 컬러필터층(150)가 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 무기절연막(160)이 형성된다. 상기 무기절연막(120)은 일례로, 질화 실리콘(SiNx)으로 형성할 수 있다.
상기 무기절연막(160)상에 유기절연패턴(170)이 형성된다. 각화소영역의 경계영역에 제1 유기 절연패턴이 형성되고, 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 및 제1 및 제 2 데이터 라인들(DL1, DL2)이 정의하는 제1 서브 화소영역 및 제 2 서브화소영역의 경계영역에 제2 유기 절연패턴 형성된다. 상기 제1 유기 절연패턴 및 상기 제2 유기 절연패턴을 하기에서는 유기 절연패턴(170)으로 정의한다. 따라서, 화소영역에 대응하는 부분의 유기절연막이 제거됨으로 인해, UV노광시 유기절연막으로부터 발생되는 가스등의 불순물등에 의한 표시품질의 저하를 최소화할 수 있다.
상기 유기절연패턴(170)은 상기 게이트 및 데이터 라인들(GL, DL) 및 스위칭 소자(SW)가 형성된 베이스 기판(101)의 표면을 평탄화시킨다. 따라서, 제1 서브 화소영역 및 제2 서브 화소영역의 경계영역에서의 유기절연막 두께를 감소시켜 상기 제1 및 제2 화소영역과 상기 제1 및 제2 화소영역간 경계영역사이에 형성된 차광패턴에 의한 단차를 감소시켜 액정퍼짐성 불량 발생을 억제할 수 있다.
상기 유기절연패턴(170)내에는 콘택홀로부터 상기 드레인 전극(DE1, DE2, DE3)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CNT1, CNT2)이 형성된다. 상기 콘택홀(CNT1, CNT2)이 형성된 유기절연막(170)상에 근접하여 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들(PE1, PE2)이 형성된다. 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들(PE1, PE2)은 일례로 투명한 도전성 물질로 이루어지며 상기 콘택홀(CNT1, CNT2)을 통해 드레인 전극(DE1, DE2)과 접촉한다. 상기 투명한 도전성 물질은 일례로, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO)등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(101)상의 각 화소영역의 경계영역에 제1 차광패턴 및 상기 제1 및 제2 서브화소 전극들(PE1, PE2)이 형성된 제1 및 제2 서브화소영역의 경계영역에 제2 차광패턴이 형성되고, 상기 제1 차광패턴 및 상기 제2 차광패턴을 하기에서는 차광패턴(190)으로 정의한다.. 상기 차광패턴(190)은 상기 제1 기판(100)의 하부에서 제공되는 광이 상기 액정층으로 제공되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)과의 간격을 유지시키기 위해 상기 제1 기판(100)상에 유지부재(195)가 형성된다. 예를 들어, 상기 유지부재(50)는 n번째 데이터 배선과 인접한 상기 컬러필터층(150)위에 형성된다. 상기 유지부재(195)는 상기 차광패턴(190)과 동일물질로 형성된다.
상기 제2 기판(200)은 제2 베이스 기판(201)상에 형성된 공통전극(210)을 포함한다. 상기 공통전극(210)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 제2 베이스 기판(201)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시기판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
본 실시예에 따른 표시패널은 제1 기판(100)과 제2 기판(200)상에 제1 배향막(AL1, 미도시) 및 제2 배향막(AL2, 미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 배항막(AL1)이 형성된 제1 기판(100)은 제1 메조겐 경화물층(RML1)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 메조겐 경화물층(RML1)은 상기 액정분자들을 상기 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 프리틸트(pretilt)시킬 수 있다. 상기 제1 메조겐 경화물층(RML1)은 모노머인 반응성 메조겐이 광에 의해 경화됨으로써 형성될 수 있다.
상기 제2 배항막(AL2)이 형성된 제2 기판(200)은 제2 메조겐 경화물층(RML2)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 배향막(AL2) 및 상기 제2 메조겐 경화물층(RML2)은 상기 제2 기판(200)에 형성된 것을 제외하고는 실질적으로 상기 제1 배향막(AL1) 및 상기 제1 메조겐 경화물층(RML1)과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3a 내지 3f는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(101)상에 게이트 패턴을 형성한다. 먼저 유리질의 상기 제1 베이스 기판(101)상에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 게이트 금속을 증착하고, 사진-식각 공정에 의해 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2) 및 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)로부터 돌출된 제1 및 제2 게이트 전극들(GE1, GE2)을 형성한다.스토리지 라인(STL)은 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)과 동일하게 상기 제1 베이스 기판(101)상에 동일한 재질로 형성된다.
상기 게이트 패턴이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 게이트 절연층(120)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(120)은 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 방식을 통해 일례로, 질화 실리콘(SiNx) 내지 산화 실리콘(SiOx)과 같은 절연물질로 대략 3000Å 정도의 두께로 형성된다.
도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 게이트 절연층(120)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 액티브층(130) 및 소스 금속층(135)을 순차적으로 적층한다. 상기 액티브층(130)은 비정질 실리콘(Amorpho유기 절연막 Silicon, s-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 이온이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(n+ s-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층이 적층된 구조로 형성된다.
상기 소스 금속층(135)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 소스 배선(DLm), 소스전극(SE), 드레인 전극(DE)에 대응하여 형성된 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 소스 배선(DLm), 소스 전극(DE), 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 소스 패턴을 형성한다. 또한, 상기 포토레지스트 패턴의 에치백 공정을 통해 상기 스위칭 소자(SW)의 채널(CH)을 형성한다.
상기 소스 패턴이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 패시베이션층(140)을 형성한다. 상기 패시베이션층(140)은 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 방식을 통해 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 1000Å 정도의 두께로 형성된다.
도 2 및 도 3c를 참조하면 상기 패시베이션층(140)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 컬러필터층(150)이 형성된다. 상기 컬러필터층(150)은 화소영역과 대응하는 부분에 형성되고, 제1 컬러필터층, 제2 컬러필터층, 및 제3 컬러필터층을 포함할 수 있다. 상기 제1 컬러필터층 내지 상기 제3 컬러필터층은 서로 다른 컬러를 나타낸다. 예를 들어, 상기 제1 컬러필터층은 레드 컬러를 나타내고, 상기 제2 컬러필터층은 블루 컬러를 나타내고, 상기 제3 컬러필터층은 그린 컬러를 나타낼 수 있으며, 상기 제1, 제2 및 제3 컬러필터층 순서로 제1 방향(D1)으로 각 화소영역에 배치될 수 있다.
상기 컬러필터층(150)층에 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 무기절연막(160)이 형성된다. 상기 무기절연막(160)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 700Å 정도의 두께로 형성된다.
도 2 및 도 3d를 참조하면 상기 무기절연막(160)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에 유기절연막(170)을 형성한다. 상기 유기 절연막(170)은 네가티브형 포토레지스트를 포함하는 유기물질, 예를 들어, 아크릴(acryl)계 유기화합물 또는 폴리이미드(polyimide)등을 포함한다.
상기 유기절연막(170)을 노광하기 위하여 마스크(10)를 배치한다. 상기 마스크(10)는 투명기판(11), 차광부(12), 및 반투과부(13)를 포함한다. 상기 투명 기판(11)은 석영과 같은 투명한 물질로 이루어지며, 광을 투과시킨다. 상기 차광부(12)는 일례로써, 크롬(Cr)등의 금속물질로 형성된다.
상기 차광부(12)는 상기 화소 영역에 대응하고, 상기 반투과부(13)는 상기 화소 영역들의 경계 영역에 대응한다. 또한, 상기 반투과부(13)는 상기 서브 화소 영역들의 경계 영역에 대응한다.
상기 마스크(10)를 통과하는 자외선(1)에 의해 상기 반투과부(13)에대응하는 유기절연막은 부분적으로 경화되어 일부 두께가 남는다. 상기 차광부(12)에 대응하는 유기절연막은 경화되지 않고, 제거되어 유기 절연패턴을 형성한다.
상기 단위화소에 대응하는 상기 패시베이션층(140), 무기절연막(160) 및 유 기절연패턴(170)내에 제1 및 제2 드레인 전극(DE1, DE2)의 일부를 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀(CNT1, CNT2), 및 스토리지 라인(STL)의 일부를 노출시키는 제3 콘택홀(CNT3)이 형성된다. 상기 제1 및 제2 콘택홀(CNT1, CNT, CNT2)는 상기 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)의 출력단자인 제1, 제2 및 제3 드레인 전극(DE1, DE2, DE3)과의 전기적 접촉을 위하여 형성된다.
상기 유기절연막(170)을 패터닝하는 공정은 상기에서 사용된 마스크에 한정되는 것은 아니며, 건식식각공정또는 슬릿 마스크를 이용하여 제거할 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 콘택홀(CNT1, CNT2, CNT3)이 형성된 유기 절연패턴(170)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에는 각 단위화소에 대응하는 상기 화소전극(180)이 형성된다. 상기 화소전극(180)은 일례로 투명한 도전성 물질로 이루어지며 상기 제1 및 제2 콘택홀(CNT1, CNT2)을 통해 드레인 전극(DE1, DE2)과 접촉하고, 상기 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 스토리지 라인(STL)과 접촉한다. 상기 투명한 도전성 물질은 일례로, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO)등으로 이루어질 수 있다.
상기 화소전극(180)이 형성된 제1 베이스 기판(101)상에는 차광패턴(190) 및 유지부재(195)가 형성된다. 상기 차광패턴(190)은 인접한 화소영역의 경계영역에 형성되고, 상기 유지부재(195)는 n번째 데이터 배선과 인접한 상기 컬러필터층(150)위에 형성된다. 상기 차광패턴(190)과 유지부재(195)는 동일한 마스크를 이용하여 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극(180)이 형성된 제1 베이스 기판(101)은 제1 배향막(AL1)을 포 함할 수 있다. 상기 제1 배향막(AL1)은 상기 액정층(300)의 액정조성물이 상기 제1 기판(101)의 표면을 기준으로 수직한 수직방향으로 배열시킬 수 있다. 상기 제1 배향막(AL1)은 예를 들어, 폴리이미드계 화합물로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 제2 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 기판(200)은 상기 제2 베이스 기판(201)상에 공통전극(210)층을 형성한다. 상기 공통전극(210)층은 별도의 패터닝 공정없이 상기 제2 베이스 기판(201)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 공통전극(210)이 형성된 제2 베이스 기판(201)은 제2 배향막(AL2, 미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 배향막(AL2)은 상기 제1 배향막(AL1)과 대향하여 액정조성물을 수직방향으로 배열시킨다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)을 결합하여 서로 대향되도록 배치시키고, 상기 제1 및 제2 기판들(100,200)사이에는 액정 조성물이 개재되어 액정층(300)을 형성한다. 상기 액정 조성물은 상기 제1 기판(100)상에 상기 액정 조성물을 적하시킨 후, 상기 제2 기판(200)을 상기 제1 기판(100)과 결합시킴으로써 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 액정조성물은 반응성 메조겐(302)을 더 포함할 수 있다. 상기 반응성 메조겐(302)은 US 공개특허 제2008/0266503 A1에 공지된 화합물로, 하기 화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물일 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112009065646246-PAT00009
<화학식 2>
Figure 112009065646246-PAT00010
<화학식 3>
Figure 112009065646246-PAT00011
<화학식 4>
Figure 112009065646246-PAT00012
상기 화학식 1 내지 4에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 아크릴레이트기, 비닐기 또는 에폭시기를 나타내고, Y는 -(CH2)-, -O-, -CO-, -C(CF3)2- 또는 단결합을 나타내며, X1 내지 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 불소를 나타내고, 상기 n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.
상기 반응성 메조겐(302)은 액정조성물의 전체 중량에 대해 약 0.05중량% 내지 약 0.5중량%를 포함할 수 있다. 상기 반응성 메조겐(302)의 함량이 약 0.05중량% 미만일 경우, 자외선에 의해 액정표시패널의 배향막과 인접하게 반응성 메조겐층이 만들어지지 않을 수 있으며, 약 0.5중량%를 초과하는 경우, 상기 반응성 메조겐(302)이 상기 표시패널의 하부에 배치된 백라이트 어셈블리(미도시) 또는 외부로부터 제공받는 광에 의해 경화되어 잔상을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 액정조성물내의 상기 반응성 메조겐(302)의 중량은 약 0.05중량% 내지 약 0.5중량%인 것이 바람직하다
도 5b를 참조하면, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 전압을 인가하여 전계(fringe field)를 형성함으로써, 상기 액정 분자들(310) 및 상기 반응성 메조겐들(320)에 틸트를 형성한다. 상기 전압이 인가된 상태로, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 광을 조사한다. 예를 들어, 상기 광은 자외선일 수 있다. 상기 광에 의해서 상기 반응성 메조겐들(320)이 중합함으로써 상기 반응성 메조겐들(320)의 경화 반응이 일어난다. 상기 광은 약 3J 내지 10J/cm2의 비편광 자외선인 것을 특징으로 한다. 상기 광을 조사하는 단계에서도, 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에는 전계가 형성되어 있으므로, 상기 액정 분자들(310)은 틸트된 상태를 유지할 수 있다.
상기 광을 조사하는 단계 이후에, 전압이 인가되지 않은 상태에서 광을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 전압을 인가하지 않은 상태에서의 추가적으 로 수행되는 자외선 조사공정은 미반응된 반응성 메조겐(RM)을 소거하기 위한 공정으로 잔여 반응성 메조겐(RM)의 함량이 감소될 수 있다. 상기 광은 약 20J 내지 약 60J/cm2의 비편광 자외선인 것을 특징으로 한다.
도 5c를 참조하면, 상기 광을 조사한 후 소정 시간이 경과하면, 상기 제1 기판(100) 상에 상기 제1 메조겐 경화물층(RML1)이 형성되고, 상기 제2 기판(200) 상에 상기 제2 메조겐 경화물층이 형성된다(RML2). 상기 제1 메조겐 경화물층(RML1)은 상기 제1 배향막(AL1) 상에 형성되고, 상기 제2 메조겐 경화물층(RML2)은 상기 제2 배향막(AL2) 상에 형성된다. 상기 제1 및 제2 메조겐 경화물층(RM1, RM2)은 상기 액정 분자들(301)을 프리틸트시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 전계가 형성되지 않은 상태가 되어도, 상기 액정 분자들(301)은 상기 제1 및 제2 메조겐층들(RML1, RML2)에 의해 소정 각도 기울어진 상태를 유지할 수 있다
본 실시예에 따르면, 단위 화소영역에 대응하는 영역의 유기절연막을 제거시키고, 각 단위화소영역간의 경계영역의 유기절연막의 높이를 감소시켜, 유기절연막으로부터 발생되는 불순물에 의한 표시품질의 저하를 최소화하고, 단위화소영역과 이들의 경계영역사이의 차광패턴에 의한 단차로 인해 발생되는 액정 퍼짐성 불량 발생을 억제하는 효과를 나타낼 수 있다.
실시예 2
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시패널의 평면도이다. 도 7는 도 6의 II-II'라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시패널은 제1 서브화소전극(PE1)과 제2 서브화소전극(PE2)사이에 경계영역이 형성되어 있지 않고, 두개의 스위칭소자, 즉 제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위칭소자(SW1)로 구동되는 것을 제외하면 실시예 1에 따른 표시패널과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 표시패널은 제 1기판(400), 제2 기판(500) 및 액정층(600)을 포함한다.
상기 제1 기판(400)은 제1 베이스 기판(401)상에 형성된 게이트 라인(GLn), 데이터 라인(DLm), 스토리지 라인(STL), 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3), 게이트 절연층(420), 액티브층(430), 패시베이션층(440), 컬러필터층(450), 무기절연막(460), 유기절연패턴(470), 화소전극(PE), 차광패턴(490) 및 유지부재(495)를 포함한다.
상기 스위칭 소자(SW)는 제1 및 제2 스위칭 소자(SW1, SW2)를 포함하고, 상기 화소전극(PE)은 제1 서브 화소전극(PE1) 및 제2 서브화소전극(PE2)을 포함한다.
상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 상기 제1 데이터 라인(DL1)이 교차하는 영역에 인접하게 형성된다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 제1 게이트 전극(GE1)이 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결되고, 제1 소스 전극(SE1)이 제1 데이터 라인(DL1)과 연결되며, 제1 드레인 전극(DE1)이 상기 제1 서브 화소전극(PE1)과 제1 콘택홀(CNT1)를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 상기 제2 데이터 라인(DL2)이 교차하는 영역에 인접하게 형성된다. 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 제2 게이트 전극(GE2)이 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결되고, 제2 소스 전극(SE1)이 상기 제2 데이터 라인(DL1)과 연결되며, 제2 드레인 전극(DE2)이 상기 제2 서브 화소전극(PE2)과 제2 콘택홀(CNT2)를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 제1 스위칭 소자(SW1) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)에 인가되는 제1 게이트 신호에 응답하여 턴-온된다. 상기 제1 서브 화소전극(PE1)이 형성된 영역이 상기 표시패널의 하이픽셀(HP)로 정의되고, 상기 제2 서브 화소전극(PE2)이 형성된 영역이 로우 픽셀(LP)로 정의될 수 있다.
상기 제2 기판(500)은 제2 베이스 기판(501)상에 형성된 공통전극(510)을 포함한다. 상기 공통전극(510)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 제2 베이스 기판(501)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 액정층(600)은 상기 제1 기판(400) 및 상기 제2 기판(500)사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시기판(400, 500)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예 2에 따른 표시패널의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(401)상에 게이트 전극(GE1)과 게이트 라인을 포함하는 게이트 패턴, 게이트 절연층(420), 액티브층(430), 및 소스전 극과 드레인 전극(DE1)을 포함하는 소스 패턴을 순차적으로 증착하여 제1 스위칭 소자(SW1)을 형성한다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(401)상에 패시베이션층(440)을 형성한다. 상기 패시베이션층(440)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(401)상에 컬러필터층(450)을 형성한다. 상기 컬러필터층(450)은 화소영역과 대응하는 부분에 형성된다.
도 8b를 참조하면, 상기 컬러필터층(450)이 형성된 제1 베이스 기판(401)상에 무기절연막(460) 및 유기절연막(470)이 순차적으로 형성되고, 마스크(20)를 이용하여 상기 유기절연막(470)을 노광하여 화소영역에 대응하는 부분은 제거하고, 경계영역에 대응하는 부분은 일부 두께만을 제거하여 유기 절연패턴(470)을 형성한다. 상기 유기 절연패턴(470)에, 상기 드레인 전극(DE1)과 화소전극(480)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀(CNT1)을 형성한다.
도 8c를 참조하면, 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 포함하는 상기 유기절연패턴(470)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(401)상에 화소전극(480)이 형성되된다. 상기 화소전극(480)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(401)상에는 차광패턴(490) 및 유지부재(495)가 동일한 마스크를 이용하여 동시에 형성된다. 실시예 2에따른 표시패널의 제조 방법을 설명하기 위한 제2 기판(500) 및 액정층(600)의 제조방법은 상기 실시예 1에 따른 표시 패널의 제조 방법과 실질적으로 동일하므로 생략한다.
본 실시예에 따르면, 단위 화소영역에 대응하는 영역의 유기절연막을 제거시키고, 각 단위화소영역간의 경계영역의 유기절연막의높이를 감소시켜, 유기절연막으로부터 발생되는 불순물에 의한 표시품질의 저하를 최소화하고, 단위화소영역과 이들의 경계영역사이의 차광패턴에 의한 단차로 인해 발생되는 액정 퍼짐성 불량 발생을 억제하는 효과를 나타낼 수 있다.
실시예 3
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 표시패널의 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시패널은 표시기판 전체에 걸쳐서 유기절연막이형성되고, 컬러필터층상에 무기절연막이 형성되지 않는 것을 제외하면 실시예 1에 따른 표시패널과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 표시패널은 제 1기판(700), 제2 기판(800) 및 액정층(900)을 포함한다.
상기 제1 기판(700)은 제1 베이스 기판(701)상에 형성된 게이트 라인(GLn), 데이터 라인(DLm), 스토리지 라인(STL), 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3), 게이트 절연층(720), 액티브층(730), 패시베이션층(740), 컬러필터층(750), 유기절연막(770), 화소전극(PE), 차광패턴(790), 유지부재(795), 및 제1 반응성 메조겐층(RML1)을 포함한다.
도 9를 참조하면, 상기 유기절연막(770)은 스위칭 소자(SW) 및 컬러필터층(750)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(701)전체에 걸쳐 형성된다. 상기 유기절연막층(104)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 형성된다. 상기 유기절연막(770)상에 화소전극(780), 차광패턴(790) 및 유지부재(795)는 상기 실시예 1에 따른 표시패널과 동일한 공정에 의해 형성된다.
상기 제2 기판(800)은 제2 베이스 기판(801)상에 형성된 공통전극(810), 및 제2 반응성 메조겐층(RML2)을 포함한다. 상기 공통전극(810)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 제2 베이스 기판(501)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 액정층(900)은 상기 제1 기판(800) 및 상기 제2 기판(900)사이에 개재된다. 상기 액정층(900)은 액정 조성물을 상기 제1 기판(800)상에 적하시킨 후, 상기 제2 기판(900)을 상기 제1 기판(800)과 결합시킴으로써 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 상기 액정조성물은 상기 화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 반응성 메조겐을 포함한다. 상기 반응성 메조겐은 액정조성물의 전체 중량에 대해 약 0.05중량% 내지 약 0.5중량%를 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예 3에 따른 표시패널의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(701)상에 게이트 전극(GE1)과 게이트 라인을 포함하는 게이트 패턴, 게이트 절연층(720), 액티브층(730), 및 소스전극과 드레인 전극(DE1)을 포함하는 소스 패턴, 패시베이션층(740), 컬러필터층(750), 및 유기절연막(770)을 순차적으로 형성한다.
도 10b를 참조하면, 상기 유기절연막(770)에 콘택홀(미도시)을 형성하고, 상기 콘택홀이 형성된 상기 유기절연막(770)상에 화소전극(780)을 형성한다. 상기 화소전극(780)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(701)상에는 차광패턴(790) 및 유지부 재(795)가 동일한 마스크를 이용하여 동시에 형성된다
실시예 3에 따른 표시패널의 제조 방법을 설명하기 위한 제2 기판(800) 및 액정층(900)의 제조방법은 상기 실시예 1에 따른 표시 패널의 제조 방법과 실질적으로 동일하므로 생략한다.
실시예 4
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 표시패널의 단면도이다.
본 실시예에 따른 표시패널은 표시기판 전체에 걸쳐서 유기절연막이형성되고, 컬러필터층상에 무기절연막이 형성되지 않는 것을 제외하면 실시예 2에 따른 표시패널과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 표시패널은 제 1기판(1100), 제2 기판(1200) 및 액정층(1300)을 포함한다.
상기 제1 기판(1100)은 제1 베이스 기판(1101)상에 형성된 게이트 라인(GLn), 데이터 라인(DLm), 스토리지 라인(STL), 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3), 게이트 절연층(1120), 액티브층(1130), 패시베이션층(1140), 컬러필터층(1150), 유기절연막(1170), 화소전극(PE), 차광패턴(1190), 유지부재(1195), 및 제1 반응성 메조겐층(RML1)을 포함한다.
도 11을 참조하면, 상기 유기절연막(1170)은 스위칭 소자(SW) 및 컬러필터층(750)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(1101)전체에 걸쳐 형성된다. 상기 유기절 연막(1170)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 형성된다. 상기 유기절연막(1170)상에 화소전극(1180), 차광패턴(1190) 및 유지부재(1195)는 상기 실시예 2에 따른 표시패널과 동일한 공정에 의해 형성된다.
상기 제2 기판(1200)은 제2 베이스 기판(1201)상에 형성된 공통전극(1210)을 포함한다. 상기 공통전극(1210)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 제2 베이스 기판(1201)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 액정층(1300)은 상기 제1 기판(1100) 및 상기 제2 기판(1200)사이에 개재된다. 상기 액정층(1300)은 액정 조성물을 상기 제1 기판(1100)상에 적하시킨 후, 상기 제2 기판(1200)을 상기 제1 기판(1100)과 결합시킴으로써 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 상기 액정조성물은 상기 화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 반응성 메조겐을 포함한다. 상기 반응성 메조겐은 액정조성물의 전체 중량에 대해 약 0.05중량% 내지 약 0.5중량%를 포함할 수 있다.
도 12a 내지 도12b는 본 발명의 실시예 4에 따른 표시패널의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(1101)상에 게이트 전극(GE1)과 게이트 라인을 포함하는 게이트 패턴, 게이트 절연층(1120), 액티브층(1130), 및 소스전극과 드레인 전극(DE1)을 포함하는 소스 패턴을 순차적으로 증착하여 제1 스위칭 소자(SW1)을 형성한다. 상기 제1 스위칭 소자(SW1)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(1101)상에 패시베이션층(1140), 컬러필터층(750), 및 유기절연막(770)을 순차적으로 형성한다.
도 12b를 참조하면, 상기 유기절연막(1170)에 콘택홀(CNT1)을 형성하고, 상기 콘택홀(CNT1)이 형성된 상기 유기절연막(1170)상에 화소전극(1180)을 형성한다. 상기 화소전극(1180)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(1101)상에는 차광패턴(1190) 및 유지부재(1195)가 동일한 마스크를 이용하여 동시에 형성된다.
실시예 4에 따른 표시패널의 제조 방법을 설명하기 위한 제2 기판(1200) 및 액정층(1300)의 제조방법은 상기 실시예 2에 따른 표시 패널의 제조 방법과 실질적으로 동일하므로 생략한다.
본 발명의 따른 표시기판, 이의 제조방법 및 표시패널의 제조방법은, 화소영역내의 컬러필터층과 대응하는 영역의 유기절연막을 제거하여 화소영역에 인입되는 불순물을 제거하고, 경계영역에서의 차광 패턴에 의한 단차를 감소시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 3f는 도 2에 도시된 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 도 2에 도시된 표시패널의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 7는 도 6의 II-II'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7에 도시된 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9에 도시된 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 12a 내지 도 12b는 도 11에 도시된 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 제1, 제2 기판 300 : 액정층
120 : 게이트 절연층 130 : 액티브층
140 : 패시베이션막 150 : 컬러 필터
160 : 무기절연막 170 : 유기절연막
180 : 화소전극 190 : 차광패턴
195: 유지부재 210: 공통전극

Claims (20)

  1. 베이스 기판상의 화 소영역내에 배치된 컬러필터층;
    서로 인접한 화소 영역들 사이의 제1 경계 영역에 배치된 제1 유기 절연 패턴;
    상기 컬러필터층 상에 배치된 화소전극; 및
    상기 제1 유기 절연 패턴상에 배치된 제1 차광 패턴을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판상에 형성되어 간격을 유지하고, 상기 제1 차광패턴과 동일한 물질로 이루어진 유지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터층과 상기 화소 전극 사이에 배치된 무기 절연막을 더 포함하는 표시기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 무기 절연막은 상기 제1 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시기판.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 화소영역의 제1 서브 화소 영역에 배치된 제1 서브 화소전극 및 상기 화소영역의 제2 서브 화소 영역에 배치된 제2 서브 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 서브 화소전극에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 서브 화소전극에 연결된 제2 스위칭소자를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자들은 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들 사이의 제2 경계 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 경계 영역에 배치된 제2 유기 절연 패턴; 및
    상기 제2 유기 절연 패턴 상에 배치된 제2 차광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무기 절연막은 상기 제2 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시기판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 화소 전극 상에 배치되고 선경사각을 갖는 반응성 메조겐층을 더 포함하는 것을 특징으로 표시하는 표시기판.
  10. 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판상의 화소영역내에 컬러필터층을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터층이 형성된 상기 베이스 기판상에 유기절연막을 형성하는 단 계;
    상기 컬러필터층과 대응하는 영역의 유기절연막은 제거하고, 화소 영역들의 제1 경계 영역의 유기절연막은 일부 두께를 제거하여, 제1 유기 절연 패턴을 형성하는 단계;
    상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 유기 절연패턴상에 제1 차광 패턴 및 상기 컬러필터층상에유지 부재를 형성하는 단계를 포함하는 표시기판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 유기 절연 패턴을 형성하기 전에 상기 컬러필터층이 형성된 제1 베이스 기판 상에 무기절연막이 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 화소 전극을 형성하는 단계는,
    상기 화소 영역의 제1 서브 화소 영역에 제1 서브 화소전극을 형성하고, 상기 화소 영역의 제2 서브 화소 영역에 제2 서브 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들 사이의 제2 경계 영역에 배치되고,
    상기 제2 경계 영역에 대응하는 상기 베이스 기판 상에 제2 유기 절연 패턴 을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 유기 절연 패턴상에 제2 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 무기 절연막은 상기 제2 유기 절연 패턴과 상기 제1 베이스 기판 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 화소 전극이 형성된 제1 베이스 기판 상에 반응성 메조겐층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 기판의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 반응성 메조겐층을 형성하는 단계는 하기 화학식 1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 반응성 메조겐을 포함하는 액정 조성물에 광을 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법;
    <화학식 1>
    Figure 112009065646246-PAT00013
    <화학식 2>
    Figure 112009065646246-PAT00014
    <화학식 3>
    Figure 112009065646246-PAT00015
    <화학식 4>
    Figure 112009065646246-PAT00016
    (상기 화학식 1 내지 4에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 아크릴레이트기, 비닐기 또는 에폭시기를 나타내고, Y는 -(CH2)-, -O-, -CO-, -C(CF3)2- 또는 단결합을 나타내며, X1 내지 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 불소를 나타내고, 상기 n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.)
  17. 스위칭 소자가 형성된 제1 베이스 기판상의 화소영역내에 배치된 컬러필터층, 상기 컬러필터층상에 형성된 유기절연막, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극, 및 상기 화소전극의 경계 영역에 형성된 차광패턴을 포함하는 제1 기판을 형성하는 단계;
    제 2 베이스 기판상에 형성된 공통전극을 포함하는 제2 기판을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정 조성물을 개재하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 기판에 광을 조사하여 상기 제1 및 제2 기판 각각 제1 및 제2 반응성 메조겐층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 액정 조성물은 하기화학식1 내지 4로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 메조겐을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법;
    <화학식 1>
    Figure 112009065646246-PAT00017
    <화학식 2>
    Figure 112009065646246-PAT00018
    <화학식 3>
    Figure 112009065646246-PAT00019
    <화학식 4>
    Figure 112009065646246-PAT00020
    (상기 화학식 1 내지 4에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 아크릴레이트기, 비닐기 또는 에폭시기를 나타내고, Y는 -(CH2)-, -O-, -CO-, -C(CF3)2- 또는 단결합을 나타내며, X1 내지 X4는 각각 독립적으로 수소 또는 불소를 나타내고, 상기 n은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.)
  18. 제17항에 있어서, 상기 반응성 메조겐은 액정조성물의 전체 중량에 대하여 0.05 내지 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층을 형성하기 이전에, 표시패널에 전기장을 인가한 상태에서 3J 내지 10J/cm2의 비편광 자외선을 조사하고, 전기장을 인가하지 않은 상태에서 20J 내지 60J/cm2의 비편광 자외선을 조사하여 액정에 선경사각을 부여하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제1 기판을 형성하는 단계는,
    상기 스위칭 소자가 형성된 제1 베이스 기판상의 화소영역 내에 배치된 상기 컬러필터층을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터층이 형성된 상기 제1 베이스 기판 상에 네가티브형 상기 유기 절연막을 형성하는 단계;
    상기 화소 영역에 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계; 및
    인접한 화소 전극들 사이의 경계 영역에 배치된 차광 패턴 및 유지부재를 형성하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
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