KR20130001584A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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이정호
최상건
이형욱
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 위에 위치하고, 박막 트랜지스터의 일단을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막, 보호막 위에 위치하고, 접촉구를 통하여 박막 트랜지스터의 일단과 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치하는 하부 버퍼막, 하부 버퍼막 위에 위치하는 하부 배향막, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극, 공통 전극 위에 위치하는 상부 버퍼막, 상부 버퍼막 위에 위치하는 상부 배향막을 포함하고, 하부 버퍼막 및 상부 버퍼막은 페릴린으로 이루어져 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 신호를 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판 및 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판의 표시 영역에는 액정층의 액정 분자를 배향하기 위한 배향막이 형성되어 있다. 액정 표시 장치가 대형화됨에 따라, 배향막을 잉크젯 방법으로 형성한다.
잉크젯 방법으로 적하된 배향막은 스스로 퍼져 나가는데, 접촉구 부분에서 단차에 의해 배향막이 형성되지 않아 얼룩이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 접촉구 및 그 주변에 배향막을 형성하는 표시 불량을 방지하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 위에 위치하고, 박막 트랜지스터의 일단을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막, 보호막 위에 위치하고, 접촉구를 통하여 박막 트랜지스터의 일단과 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치하는 하부 버퍼막, 하부 버퍼막 위에 위치하는 하부 배향막, 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극, 공통 전극 위에 위치하는 상부 버퍼막, 상부 버퍼막 위에 위치하는 상부 배향막을 포함하고, 하부 버퍼막 및 상부 버퍼막은 페릴린으로 이루어져 있다.
페릴린은 페릴린C, 페릴린D 및 페릴린N 중 어느 하나일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막의 유전 상수는 2.0 내지 2.5일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막의 두께는 100 내지 1000Å일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막의 두께는 100 내지 500Å일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막에 대한 하부 배향막 및 상부 배향막의 접촉각은 각각 5도 이하일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막의 질소 가스 침투율이 0.6 이하이고, 산소 가스 침투율이 5 이하이고, 이산화탄소 가스 침투율이 14 이하이고, 수소 가스 침투율이 110 이하일 수 있다.
하부 버퍼막 및 상부 버퍼막의 수분 침투율이 1 이하일 수 있다.
공통 전극과 제2 기판 사이에 위치하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
보호막과 화소 전극 사이에 위치하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 버퍼막 위에 배향막을 형성함으로써, 배향막의 퍼짐성이 향상되어 접촉구 및 그 주변에도 배향막을 형성할 수 있다.
또한, 버퍼막은 컬러필터의 잔류 가스가 액정층으로 침투하는 것을 막는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 접촉각 설명을 위한 개략도 이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버퍼막에 대한 배향막의 접촉각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 이와 마주하는 공통 전극 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
유리 또는 플라스틱 따위의 절연 물질로 만들어진 제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다. 그 위에는 게이트 절연막(140), 복수의 반도체(154), 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 차례로 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)을 포함한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치하며 그 위의 저항성 접촉 부재(163, 165)는 반도체(154)와 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에 배치되어 이 둘 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
게이트 절연막(140), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(185)가 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄 또는 은 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있으며, 접촉구(185)를 통하여 드레인 전극(175)과 접촉한다.
화소 전극(191) 위에는 하부 버퍼막(15)이 형성되어 있고, 하부 버퍼막(15) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다.
이어서, 공통 전극 표시판(200)에 대해 설명한다.
유리 또는 플라스틱 따위의 절연 물질로 만들어진 제2 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)로 위에 색필터(230R, 230G, 230B)이 형성되어 있다.
차광 부재(220) 및 색필터 (230R, 230G, 230B) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있고, 공통 전극(270) 위에는 상부 버퍼막(25)이 형성되어 있고, 상부 버퍼막(25) 위에는 상부 배향막이 형성되어 있다.
공통 전극 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
그러면, 하부 버퍼막(15)과 상부 버퍼막(25)에 대하여 상세하게 설명한다.
하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)은 페릴린(parylene)으로 이루어져 있다. 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)은 상온에서 페릴린을 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 방법으로 형성한다. 여기서, 페릴린은 페릴린C, 페릴린D 및 페릴린N 중 하나일 수 있다.
하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)의 두께는 100 내지 1000Å 이고, 100 내지 500Å 가 더욱 바람직하다. 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)의 유전 상수는 2.0 내지 2.5이다.
하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)의 유전 상수는 약 3.0 이다. 즉, 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)은 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)보다 유전 상수가 작기 때문에 액정 표시 장치의 구동 전압 상승이 없다.
또한, 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)에 대해 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)의 접촉각은 각각 5도 이하이다. 이와 같이, 하부 버퍼막(15)에 대해 하부 배향막(11)의 접촉각이 5도 이하이므로, 하부 배향막(11)이 하부 버퍼막(15) 위에서 골고루 퍼져 접촉구(185) 및 그 주변부에도 하부 배향막(11)이 형성되게 된다.
여기서, 도 3을 참고하여 접촉각에 대해 설명한다.
도 3은 접촉각 설명을 위한 개략도 이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 기준면(500)에 액체 방울(510)이 적하되었을 경우, 액체 방울(510)과 기준면(500) 사이의 각 θ를 접촉각이라고 한다. 접촉각이 작을수록 액체 방울(510)이 기준면(500)에 골고루 퍼져 있는 것이다.
그러면, 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 버퍼막에 대한 배향막의 접촉각에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버퍼막에 대한 배향막의 접촉각을 나타낸 그래프이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 버퍼막에 대한 배향막의 접촉각은 시간이 충분히 지나도 5도 이하를 유지하는 것으로 나타났다. 즉, 배향막은 버퍼막 위에서 골고루 퍼져 형성됨을 알 수 있다.
또한, 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)은 가스 침투율(Gas Permeability)가 낮다. 구체적으로 살펴보면, 질소(N2) 가스 침투율이 0.6 이하이고, 산소(O2) 가스 침투율이 5 이하이고, 이산화탄소(CO2) 가스 침투율이 14 이하이고, 수소(H2) 가스 침투율이 110 이하이다. 그리고, 하부 버퍼막(15) 및 상부 버퍼막(25)의 수분 침투율은 1 이하이다.
이와 같이, 상부 버퍼막(25)의 질소, 산소, 이산화탄소 및 수소 가스 침투율이 낮으므로, 색필터(230R, 230G, 230B)에서 발생할 수 있는 잔류 가스의 차단이 가능하므로, 액정층(3)에 잔류 가스의 침투를 막는 역할을 한다.
이하에서는 도 5를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 도 1 및 2에 따른 액정 표시 장치와 비교하면, 색필터(230R, 230G, 230B)가 공통 전극 표시판(200)에 형성되어 있지 않고, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성되어 있는 구조만 다르고, 나머지 구조는 동일하다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대해 설명한다.
제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있고, 그 위에는 게이트 절연막(140), 복수의 반도체(154), 복수의 저항성 접촉 부재(163, 165), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 차례로 형성되어 있다.
각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)을 포함하고, 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
게이트 절연막(140), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있고, 보호막(180) 위에는 색필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다.
보호막(180) 및 색필터(230R, 230G, 230B)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(185)가 형성되어 있다.
색필터(230R, 230G, 230B) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있으며, 화소 전극(191)은 접촉구(185)를 통하여 드레인 전극(175)과 접촉한다.
화소 전극(191) 위에는 하부 버퍼막(15)이 형성되어 있고, 하부 버퍼막(15) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다.
하부 배향막(11)의 접촉각이 하부 버퍼막(15)에 대해 각각 5도 이하이므로, 하부 배향막(11)이 하부 버퍼막(15) 위에서 골고루 퍼져 접촉구(185) 및 그 주변부에도 하부 배향막(11)이 형성되게 된다.
또한, 하부 버퍼막(15)의 가스 침투율이 낮으므로, 색필터(230R, 230G, 230B)에서 발생할 수 있는 잔류 가스의 차단이 가능하므로, 액정층(3)에 잔류 가스의 침투를 막는 역할을 한다.
이어서, 공통 전극 표시판(200)에 대해 설명한다.
제2 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)로 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270) 위에는 상부 버퍼막(25)이 형성되어 있고, 상부 버퍼막(25) 위에는 상부 배향막이 형성되어 있다.
공통 전극 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
3: 액정층 11: 하부 배향막
15: 하부 버퍼막 21: 상부 배향막
25: 상부 버퍼막

Claims (10)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하고, 상기 박막 트랜지스터의 일단을 노출하는 접촉구를 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 위치하고, 상기 접촉구를 통하여 상기 박막 트랜지스터의 일단과 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 위치하는 하부 버퍼막,
    상기 하부 버퍼막 위에 위치하는 하부 배향막,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 공통 전극 위에 위치하는 상부 버퍼막,
    상기 상부 버퍼막 위에 위치하는 상부 배향막을 포함하고,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막은 페릴린으로 이루어져 있는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 페릴린은 페릴린C, 페릴린D 및 페릴린N 중 어느 하나인 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막의 유전 상수는 2.0 내지 2.5 인 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막의 두께는 100 내지 1000Å 인 액정 표시 장치:
  5. 제4항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막의 두께는 100 내지 500Å 인 액정 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막에 대한 상기 하부 배향막 및 상기 상부 배향막의 접촉각은 각각 5도 이하인 액정 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막의 질소 가스 침투율이 0.6 이하이고, 산소 가스 침투율이 5 이하이고, 이산화탄소 가스 침투율이 14 이하이고, 수소 가스 침투율이 110 이하인 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 하부 버퍼막 및 상기 상부 버퍼막의 수분 침투율이 1 이하인 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 공통 전극과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 보호막과 상기 화소 전극 사이에 위치하는 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
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