KR20150108984A - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150108984A KR20150108984A KR1020140031679A KR20140031679A KR20150108984A KR 20150108984 A KR20150108984 A KR 20150108984A KR 1020140031679 A KR1020140031679 A KR 1020140031679A KR 20140031679 A KR20140031679 A KR 20140031679A KR 20150108984 A KR20150108984 A KR 20150108984A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- liquid crystal
- substrate
- capping layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133377—Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1341—Filling or closing of cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
Abstract
액정 표시 장치 및 이의 제조 방법이 제공된다.
일례로, 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극; 상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 형성되는 루프를 포함하며, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층; 상기 루프의 저면에 형성되는 제2 전극; 상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 상기 캐비티의 내부에 형성되는 캡핑층; 상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및 상기 캐비티 내부에 액정 분자를 주입하여 형성되는 액정층을 포함한다.
일례로, 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극; 상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 형성되는 루프를 포함하며, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층; 상기 루프의 저면에 형성되는 제2 전극; 상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 상기 캐비티의 내부에 형성되는 캡핑층; 상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및 상기 캐비티 내부에 액정 분자를 주입하여 형성되는 액정층을 포함한다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 대향하는 2개의 전극(화소 전극 및 공통 전극)에 전압을 인가하여 그 사이에 개재된 액정층의 액정 분자들의 배열을 제어함으로써 투과되는 빛의 양을 조정하는 표시 장치이다.
통상적으로, 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 액정층이 구비되도록 두 기판 사이의 간격을 유지하도록 형성된다. 이를 위해, 두 기판 사이에 스페이서가 형성된다. 그런데, 스페이서는 두 기판 중 하나의 기판과 접착제를 통해 접착되기 때문에, 액정 표시 장치의 제조 공정을 복잡하게 하고 비용을 증가시킬 수 있다.
한편, 액정 표시 장치의 제조 공정을 단순하게 하고 비용을 감소시키기 위해, 두 기판 사이에 형성되는 스페이서 대신 하나의 기판 상에 액정층이 형성되는 공간을 제공하는 캐비티를 포함하는 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
캐비티는 하나의 기판 상에 화소 전극, 희생층, 공통 전극, 보호층 및 덮개층이 형성된 이후 희생층이 제거됨으로써 형성될 수 있다. 희생층의 제거는 덮개층에 형성되는 액정 주입구를 통해 수행될 수 있다.
그런데, 희생층의 제거시 희생층의 형성 물질인 포토레지스트의 일부가 제거되지 않아 변질된 상태의 잔여물이 캐비티 내부, 특히 캐비티의 센터에서 패터닝된 화소 전극 부분에 남을 수 있다. 이러한 잔여물은 소수성(Hydrophobic) 특성을 가지며, 이 경우 캐비티 내부에 화소 전극과 공통 전극을 덮도록 배향막을 형성할 때 배향 물질이 잔여물 부분에서 잘 퍼지지 않을 수 있다. 이로 인해, 잔여물 부분에 배향막이 형성되지 않는 불량이 발생될 수 있으며, 이러한 배향막 불량에 의해 액정층을 형성하는 액정 분자의 이상 거동이 발생하여 액정 표시 장치의 표시 품질의 신뢰성이 떨어질 수 있다.
또한, 보호층은 통상적으로 저온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법으로 형성되는데, 이 경우 보호층 내부에 공극(void)이 많이 생길 수 있다. 이러한 공극은 캐비티 내부에 수분 또는 공정상 발생하는 가스가 침투할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 이러한 수분 또는 가스의 침투에 의해 액정 분자의 이상 거동이 발생하여 액정 표시 장치의 표시 품질의 신뢰성이 떨어질 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 캐비티 내부의 배향막 불량을 방지하고 캐비티 내부로 수분 또는 가스의 침투를 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 캐비티 내부의 배향막 불량을 방지하고 캐비티 내부로 수분 또는 가스의 침투를 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극; 상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 형성되는 루프를 포함하며, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층; 상기 루프의 저면에 형성되는 제2 전극; 상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 상기 캐비티의 내부에 형성되는 캡핑층; 상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및 상기 캐비티 내부에 액정 분자를 주입하여 형성되는 액정층을 포함한다.
상기 캡핑층은 상기 제1 전극의 표면을 따라 컨포말(conformal)하게 형성될 수 있다.
상기 캡핑층은 상기 캐비티 외부에서 상기 덮개층과 상기 기판을 덮을 수 있다.
상기 캡핑층은 10Å 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 캡핑층은 ALD(Automic Layer Deposition)막이며, 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성될 수 있다.
상기 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 캡핑층은 제1 캡핑층과, 상기 제1 캡핑층 상에 형성되는 제2 캡핑층을 포함할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 유기물로 형성되는 MLD(Molecular Layer Deposition)막이며, 상기 제2 캡핑층은 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성되는 ALD(Automic Layer Deposition)막일 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌(Polystyrene) 및 (Polyethylene) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 제2 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되며, 상기 제1 전극과 절연되는 제2 전극; 상기 복수의 분리된 가지 전극들 사이에 형성되는 변질막 잔사; 상기 기판 상에 상기 제1 전극, 변질막 잔사 및 제2 전극을 덮도록 형성되는 캡핑층; 상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및 상기 배향막 상에 형성되는 액정층을 포함한다.
상기 변질막 잔사는 카본함유물일 수 있다.
상기 캡핑층은 상기 제1 전극의 표면을 따라 컨포말(conformal)하게 형성될 수 있다.
상기 캡핑층은 10Å 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 캡핑층은 ALD(Automic Layer Deposition)막이며, 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성될 수 있다.
상기 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 루프를 포함하고, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 각 화소 영역 단위로 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮도록 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 루프를 포함하는 덮개층을 형성하는 단계; 상기 희생층을 제거하는 단계; 상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 캡핑층을 형성하는 단계; 및 상기 캡핑층 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 캡핑층을 형성하는 단계에서 상기 캡핑층은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용하여 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 미만인 무기물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 덮개층의 측벽들 일측면에 액정 주입구를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 희생층의 제거는 상기 액정 주입구를 통해 수행될 수 있다.
또한, 상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 액정 주입구를 통해 액정 분자를 주입하여 액정층을 형성하는 단계; 및 상기 액정층을 형성하는 단계 이후 상기 액정 주입구를 실링하는 실링막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 친수성 특성을 가지며 화소 전극, 변질막 잔사 및 공통 전극을 덮는 캡핑층을 형성함으로써, 배향 물질의 퍼짐성을 향상시켜 화소 전극과 공통 전극 상에 배향막을 균일하게 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 캡핑층을 ALD막으로 형성하여 보호층의 공극을 최소화함으로써, 캐비티의 외부로부터 내부로 수분 또는 가스가 침투되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 배향막의 불량 및 캐비티 내부로 침투되는 수분 또는 가스에 의해 발생하는 액정 분자의 이상 거동이 방지됨으로써, 액정 표시 장치의 표시 품질의 신뢰성이 높아질 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1 보호층(또는 제3 보호층)과 캡핑층의 결합 관계를 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 캡핑층 표면을 보여주는 사진이다.
도 6은 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하는 것을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하지 않는 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 3과 대응되는 부분의 단면도이다.
도 10 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 단면들이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1 보호층(또는 제3 보호층)과 캡핑층의 결합 관계를 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 캡핑층 표면을 보여주는 사진이다.
도 6은 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하는 것을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하지 않는 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 3과 대응되는 부분의 단면도이다.
도 10 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 단면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 제1 보호층(또는 제3 보호층)과 캡핑층의 결합 관계를 구체적으로 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 2의 캡핑층 표면을 보여주는 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 기판(105), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 게이트 절연층(GIL), 박막트랜지스터(TFT), 절연층(110), 컬러 필터들(CF), 블랙 매트릭스(BM), 제1 보호층(115), 화소 전극(PE; 또는 제1 전극이라 함), 덮개층(120), 공통 전극(CE; 또는 제2 전극이라 함), 제2 보호층(125), 제3 보호층(130), 캡핑층(135), 배향막(140), 액정층(LCL), 실링막(145) 및 평탄화층(150)을 포함할 수 있다.
기판(105)은 투명한 절연 기판일 수 있으며, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 복수의 화소 영역(PA)을 가질 수 있다.
게이트 라인(GL)은 기판(105) 상에 제1 방향으로 연장되게 형성되며, 게이트 신호를 전달한다. 게이트 라인(GL)의 일단에는 게이트 패드(GP)가 연결된다. 게이트 패드(GP) 상에는 게이트 패드 전극(GPE)이 형성될 수 있다. 게이트 패드 전극(GPE)은 화소 전극(PE)에 신호를 인가하기 위한 외부 배선을 연결하기 위한 컨택 전극이다.
데이터 라인(DL)은 기판(105)에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되게 형성되며, 게이트 라인(GL)과 절연되고 데이터 신호를 전달한다. 데이터 라인(DL)의 일단에는 데이터 패드(DP)가 연결된다. 데이터 패드(DP) 상에는 데이터 패드 전극(DPE)이 형성될 수 있다. 데이터 패드 전극(DPE)은 화소 전극(PE)에 신호를 인가하기 위한 외부 배선을 연결하기 위한 또 하나의 컨택 전극이다.
게이트 절연층(GIL)은 기판(105)의 표면에 형성되는 게이트 라인(GL) 및 게이트 패드(GP)를 커버하고, 절연 물질로 형성된다. 예를 들어, 게이트 절연층(GIL)은 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 한편, 게이트 절연층(GIL) 상에는 데이터 라인(DL) 및 데이터 패드(DP)가 형성될 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 전극(GE)은 평면상으로 게이트 라인(GL)으로부터 반도체층(SM) 측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐틴징크옥사이드(ITZO) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE)은 상술한 물질로 구성된 제1 전극층과 후술하는 물질로 구성된 제2 전극층을 포함하는 2층 구조를 가질 수도 있다. 상기 제2 전극층은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 티타늄(Ti)과 같은 금속이나, 적어도 하나의 상기 금속을 포함하는 합금일 수 있다.
반도체층(SM)은 게이트 절연층(GIL)을 사이에 두고 게이트 전극(GE) 상에 형성된다. 반도체층(SM)은 게이트 절연층(GIL) 상에 제공되는 활성층과 상기 활성층 상에 제공되는 오믹 컨택층을 포함할 수 있다. 한편, 반도체층(SM)은 데이터 라인(DL)과 게이트 절연층(GIL) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 반도체층(SM)은 데이터 패드(DP)와 게이트 절연층(GIL) 사이에도 형성될 수 있다.
소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)에서 돌출되어 형성되며, 평면상으로 게이트 전극(GE)의 적어도 일부와 중첩한다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)으로부터 이격되게 형성되며, 평면상으로 게이트 전극(GE)의 적어도 일부와 중첩한다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 구리, 몰리브덴, 알루미늄, 텅스텐, 크롬, 티타늄과 같은 금속이나, 적어도 하나의 상기 금속을 포함하는 합금일 수 있다. 여기서, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 이격된 영역을 제외한 영역에서 반도체층(SM)의 일부와 중첩한다.
절연층(110)은 게이트 절연층(GIL) 상에 형성되며, 드레인 전극(DE), 게이트 패드(GP) 및 데이터 패드(DP)를 노출하는 관통홀들을 가질 수 있다. 절연층(110)은 예를 들어 실리콘 질화물이나 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
컬러 필터들(CF) 각각은 절연층(110) 상에 각 화소 영역(PA)과 대응되게 형성된다. 컬러 필터(CF)는 액정층(LCL)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것으로, 적색 필터(R), 녹색 필터(G), 청색 필터(B) 중 하나를 표시할 수 있다. 그러나, 컬러 필터(CF)는 상기 언급된 컬러의 필터로 한정되는 것은 아니다.
블랙 매트릭스(BM)는 절연층(110) 상에 각 화소 영역(PA)의 가장 자리에 형성될 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스(BM)는 컬러 필터들(CF)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 데이터 라인(DL) 및 박막트랜지스터(TFT)와 중첩될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광차단 물질로 형성되어, 영상을 구현함에 있어 불필요한 광을 차단한다. 예를 들어, 블랙 매트릭스(BM)는 액정층(LCL)의 가장 자리에서 발생할 수 있는 액정 분자(LC)의 이상 거동에 의한 빛샘이나, 컬러 필터들(CF)의 가장자리에서 나타날 수 있는 혼색을 차단할 수 있다.
제1 보호층(115)은 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM) 상에 형성되며, 컬러 필터들CF)과 블랙 매트릭스(BM)를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 보호층(115)은 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM)를 보호하여, 액정 분자(LC)가 주입되는 캐비티(CV)를 형성하는 단계에서 마지막에 캐비티(CV) 내 잔여물을 제거하기 위한 O2 애싱 공정으로 인해 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM)가 손상되는 것을 줄일 수 있다. 제1 보호층(115)은 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
화소 전극(PE)은 기판(105), 구체적으로 제1 보호층(115) 상에 각 화소 영역(PA) 단위로 형성되며, 드레인 전극(DE)과 연결된다. 화소 전극(PE)은 평면상에서 적어도 하나의 줄기 전극(PE1)과, 줄기 전극(PE1)로부터 돌출되어 형성된 복수의 가지 전극(PE2)과, 줄기 전극(PE1)과 드레인 전극(DE)을 연결하는 연결 전극(PE3)을 포함한다. 가지 전극들(PE2)은 서로 일정 간격 이격되어 분리된 형태를 가진다. 가지 전극들(PE2)은 소정 방향으로 평행하게 연장되도록 형성될 수 있다. 줄기 전극(PE1)과 가지 전극(PE2)은 도 1에 도시된 배열 형태로 한정되는 것은 아니며, 다양한 배열 형태를 가질 수 있다. 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)로 형성될 수 있다. 화소 전극(PE)은 약 550Å의 두께를 가질 수 있다.
덮개층(120)은 기판(105) 상에 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들(120a)과, 측벽들(120a) 상에 측벽들(120a)을 연결하도록 형성되는 루프(120b)를 포함하며, 기판(105)과의 사이에 캐비티(CV)를 형성한다. 덮개층(120)은 유기물로 형성될 수 있다. 덮개층(120)은 기판(105)의 상기 제1 방향을 따라 형성되고 게이트 라인(GL)과 중첩하는 부분에 위치하는 액정 주입구(EN)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 액정 주입구(EN)는 각 화소 영역(PA) 단위로 기판(105)의 제1 방향과 평행한 측벽들(120a)의 일측면에 형성될 수 있으며, 캐비티(CV) 내부로 액정 분자(LC)를 주입 가능하도록 한다.
공통 전극(CE)은 덮개층(120)의 저면에 형성되며, 측벽들(120a)의 저면 상에서는 제1 보호층(115)과 접촉하며 루프(120b)의 저면 상에서는 화소 전극(PE)과 이격되게 형성된다. 공통 전극(CE)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)로 형성될 수 있으며, 화소 전극(PE)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(LC)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다. 한편, 공통 전극(CE)의 일부가 제거되어 액정 주입구(EN)의 일부가 형성될 수 있다.
제2 보호층(125)은 공통 전극(CE)과 덮개층(120) 사이에 형성되며, 공통 전극(CE)을 보호한다. 제2 보호층(125)은 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 한편, 제2 보호층(125)의 일부가 제거되어 액정 주입구(EN)의 일부가 형성될 수 있다.
제3 보호층(130)은 덮개층(120) 상에 형성되며, 덮개층(120)을 보호한다. 제3 보호층(130)은 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 한편, 제3 보호층(130)의 일부가 제거되어 액정 주입구(EN)의 일부가 형성될 수 있다.
캡핑층(135)은 기판(105) 상에 화소 전극(PE)을 덮고 루프(120b)의 저면에 공통 전극(CE)을 덮도록 캐비티(CV)의 내부에 형성될 수 있다. 또한, 캡핑층(135)은 캐비티(CV) 내부 화소 전극(PE)의 가지 전극들(PE2) 사이에 변질막 잔사(RE)가 남는 경우, 기판(105) 상에 화소 전극(PE)과 변질막 잔사(RE)를 덮고 루프(120b)의 저면에 공통 전극(CE)을 덮도록 캐비티(CV)의 내부에 형성될 수 있다. 변질막 잔사(RE)는 캐비티(CV)를 형성하기 위해 기판(105)과 덮개층(120) 사이에 형성되는 희생층을 제거시 희생층의 형성물질인 포토레지스트가 제거되지 않고 변질된 상태로 남는 잔여물(카본함유물)이다. 변질막 잔사(RE)는 소수성(hydrophobic) 특성을 가지므로 화소 전극(PE) 상에 배향막(140)을 형성하기 위한 배향 물질이 잘 퍼지지 않게 하여 배향막(140)을 불균일하게 형성시킬 수 있다. 상기 변질막 잔사(RE)는 도 2에 도시된 바와 같이 캐비티(CV) 내부에 인식 가능하게 남을 수도 있고, 캐비티(CV) 내부에 거의 인식 가능하지 않게 남을 수도 있다.
캡핑층(135)은 친수성(hydrophilic) 특성을 가지는 물질, 즉 배향막(140)의 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(135)은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 이와 같이 캡핑층(135)은 친수성 특성을 가지므로 상기 배향 물질의 퍼짐성을 향상시켜, 캐비티(CV) 내부의 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE)을 덮는 배향막(140)을 균일하게 형성하게 할 수 있다. 또한, 캡핑층(135)은 캐비티(CV) 내부 화소 전극(PE)의 가지 전극들(PE2) 사이에 인식 가능한 변질막 잔사(RE)가 남는 경우에도 캐비티(CV) 내부의 화소 전극(PE), 변질막 잔사(RE) 및 공통 전극(CE)을 덮는 배향막(140)을 균일하게 형성하게 할 수 있다.
캡핑층(135)은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용한 ALD막일 수 있다.
상기 ALD 방법은 스캐닝 방식으로 수행되기 때문에, 캡핑층(135)이 캐비티(CV) 내부에 형성될 때 캐비티(CV) 외부의 덮개층(120), 구체적으로 제3 보호층(130)과 기판(105)을 덮을 수 있다.
상기 ALD 방법은 주로 얇은막을 형성하는데 적용되며, 높은 정확성을 필요로 하는 막의 두께를 제어 가능하게 하므로, 캡핑층(135)을 얇은 두께, 예를 들어10Å 내지 100㎚의 두께를 가지도록 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 ALD 방법에 의해 형성된 ALD막은 높은 균일성 및 스텝 커버리지를 가지므로, 캡핑층(135)이 복수의 분리된 가지 전극(PE2)을 가지는 화소 전극(PE)을 따라 균일한 두께로 컨포말(conformal)하게 형성될 수 있다.
또한, ALD 방법에 의해 형성된 ALD막은 높은 치밀성을 가지며, 도 4에 도시된 바와 같이 캡핑층(135)의 원자가 저온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법으로 형성되는 제1 보호층(115) 또는 제3 보호층(130) 내부에 형성되는 공극(Void; V)을 채우는 구조로 형성될 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 캡핑층(135)에 공극이 거의 없을 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(135)은 캐비티(CV)의 외부에서 내부로 수분 또는 가스가 침투될 때 배리어(barrier)로서 역할을 하여, 캐비티(CV) 내부의 액정 분자(LC)의 이상 거동을 방지할 수 있다.
상기와 같이 캡핑층(135)은 배향막(140)의 불량을 방지하고 캐비티(CV)의 외부에서 내부로 수분 또는 가스의 침투를 막음으로써 액정 표시 장치의 표시 품질의 신뢰성을 높이는 효과를 제공할 수 있다. 이러한 효과는 도 6 및 도 7을 통해 알 수 있다.
도 6은 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하는 것을 보여주는 사진이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시 불량이 발생하지 않는 것을 보여주는 사진이다. 상기 비교예에 따른 액정 표시 장치는 캐비티의 내부에 캡핑층 없이 배향막이 형성된 구조를 가지며, 이 경우 도 6의 사진으로부터 적색 화소의 표시 품질이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 캐비티(CV)의 내부에 형성된 캡핑층(135) 상에 배향막(140)이 형성된 구조를 가지며, 이 경우 도 7의 사진으로부터 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두의 표시 품질이 우수함을 알 수 있다.
배향막(140)은 캐비티(CV) 내부의 캡핑층(135) 상에 형성된다. 배향막(140)은 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리실록산(Polysiloxane) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 형성될 수 있다. 배향막(140)은 약 100Å 이하의 두께를 가질 수 있다.
액정층(LCL)은 캐비티(CV) 내부에 액정 분자를 주입하여 형성된다. 상기 액정 분자는 배향막(140)에 의해 배향될 수 있다.
실링막(145)은 캐비티(CV)의 액정 주입구(EN)를 밀폐하도록 형성된다. 실링막(145)은 캐비티(CV) 내에 주입된 액정 분자(LC)와 반응하지 않는 실링 물질로 형성될 수 있다.
평탄화층(150)은 캐비티(CV) 외부의 캡핑층(135) 상에 형성되며, 캡핑층(135)과 캡핑층(135)의 하부에 위치하는 다른 구성을 평탄화하며 보호하는 역할을 할 수 있다. 평탄화층(150)은 절연 물질로 형성될 수 있다.
도시하진 않았지만, 액정 표시 장치는 평탄화층(150) 상에 형성되는 봉지층을 더 포함할 수 있다. 상기 봉지층은 기존에 액정 표시 장치에서 박막트랜지스터가 형성되는 기판에 결합되는 또다른 기판을 생략시킬 수 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 액정 표시 장치에서는, 게이트 라인(GL)을 통해 제공되는 구동 신호에 응답하여 박막트랜지스터(TFT)가 턴-온된다. 박막트랜지스터(TFT)가 턴-온되면, 데이터 라인(DL)을 통해 제공되는 화상 신호가 박막트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(PE)으로 제공된다. 이에 따라, 화소 전극(PE)과 공통 전극(DE) 사이에 전계가 형성되고, 상기 전계에 따라 액정층(LC)의 액정이 구동되며, 그 결과 영상이 표시된다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 친수성 특성을 가지며 화소 전극(PE), 변질막 잔사(RE) 및 공통 전극(CE)을 덮는 캡핑층(135)을 형성함으로써, 배향 물질의 퍼짐성을 향상시켜 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 상에 배향막(140)을 균일하게 형성시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 배향막의 불량으로 인해 발생하는 액정 분자의 이상 거동을 방지함으로써, 표시 품질의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 캡핑층(135)을 ALD막으로 형성하여 제1 보호층(115)과 제3 보호층(130)의 공극을 최소화함으로써, 캐비티(CV)의 외부로부터 내부로 수분 또는 가스가 침투되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 수분 또는 가스의 침투에 의해 발생하는 액정 분자의 이상 거동을 방지함으로써, 표시 품질의 신뢰성을 높일 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이고, 도 9는 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 도 3과 대응되는 부분의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)는 도 2 및 도 3의 액정 표시 장치(100)와 비교하여 캡핑층(235)의 구조만 다르다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)에서는 캡핑층(235)에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)는 기판(105), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 게이트 절연층(GIL), 박막트랜지스터(TFT), 절연층(110), 컬러 필터들(CF), 블랙 매트릭스(BM), 제1 보호층(115), 화소 전극(PE; 또는 제1 전극이라 함), 덮개층(120), 공통 전극(CE; 또는 제2 전극이라 함), 제2 보호층(125), 제3 보호층(130), 캡핑층(235), 배향막(140), 액정층(LCL), 실링막(145) 및 평탄화층(150)을 포함할 수 있다.
캡핑층(235)은 멀티층으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 제1 캡핑층(235a)과 제2 캡핑층(235b)을 포함할 수 있다.
제1 캡핑층(235a)은 MLD(Molecular Layer Deposition) 방법을 이용하여 배향막(140)의 유전율과 유사한 유기물로 형성되는 MLD막이며, 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌(Polystyrene) 및 (Polyethylene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 제1 캡핑층(235a)은 화소 전극(PE)에서 각진 부분에 응력이 집중되는 것을 감소시켜 화소 전극(PE)의 막 스트레스를 줄일 수 있고, 이에 따라 액정 표시 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 캡핑층(235a)은 액정 표시 장치의 구동에 필요한 구동 전력이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 캡핑층(235b)은 배향막(140)의 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성되는 ALD(Automic Layer Deposition)막이며, SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(235b)의 역할은 도 2 및 도 3의 캡핑층(135)의 역할과 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(200)는 멀티층으로 형성되는 캡핑층(235)을 형성함으로써, 구동 전력의 증가를 방지하면서 내구성을 향상시킬 수 있고 아울러 액정 분자의 이상 거동 방지하여 표시 품질의 신뢰성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 단면들이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 기판(105) 상에 화소 전극(도 1의 PE)을 형성한다.
구체적으로, 기판(105) 위에 스퍼터링 공정 등을 통해 도전층을 형성하고 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하여, 게이트 라인(도 1의 GL)을 형성한다. 이때, 게이트 패드(도 1의 GP)와 게이트 전극(도 1의 GE)을 동시에 형성한다.
그리고, 게이트 패드(GP) 및 게이트 전극(GE)이 형성된 기판(105) 위에 플라즈마 가속 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 공정 등을 통해 게이트 절연층(GIL)을 형성한다.
그리고, 게이트 절연층(GIL) 위에 반도체 물질층과 도전층을 순차적으로 적층하고 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하여, 데이터 라인(DL), 데이터 라인(DL)에 연결되는 소스 전극(도 1의 SE), 소스 전극(도 1의 SE)과 이격되는 드레인 전극(도 1의 DE), 및 소스 전극(도 1의 SE)과 드레인 전극(도 1의 DE) 사이의 영역에 대응하는 영역에 형성되는 반도체층(SM)을 형성한다. 이때, 데이터 패드(도 1의 DP)를 동시에 형성한다. 여기서, 게이트 전극(도 1의 GE), 반도체층(SM), 소스 전극(도 1의 SE) 및 드레인 전극(도 1의 DE)은 박막트랜지스터(도 1의 TFT)를 구성한다.
그리고, 게이트 절연층(GIL) 상에 박막트랜지스터(TFT)와 데이터 패드(DP)를 커버하도록 절연층(110)을 형성한다. 절연층(110)은 보호막으로서 플라즈마 가속 화학 기상 증착 공정을 통해 실리콘 질화물이나 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
그리고, 절연층(110) 상에서 화소 영역(도 1의 PA)과 대응되는 위치에 컬러 필터(CF)를 형성할 수 있다. 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B) 중 하나일 수 있으며, 유기 고분자 물질을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 형성되거나 잉크젯 공정 등을 통해 프린팅하여 형성될 수 있다.
그리고, 절연층(110) 상에 화소 영역(도 1의 PA)의 가장 자리와 대응되는 위치에 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광차단 물질을 포토 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다.
그리고, 컬러 필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM) 상에 제1 보호층(115)을 형성한다. 제1 보호층(115)은 저온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법과 같은 증착 공정 등을 통해 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 각 화소 영역(도 1의 PA) 단위로 제1 보호층(115) 상에 복수의 분리된 가지 전극(PE2)을 포함하는 화소 전극(도 1의 PE)을 형성한다. 화소 전극(도 1의 PE)은 드레인 전극(도 1의 DE)과 연결된다. 화소 전극(도 1의 PE)은 제1 보호층(115) 상에 투명한 도전성 물질층을 형성하고 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다.
이어서, 도 11을 참조하면, 기판(105), 구체적으로 제1 보호층(115) 상에 각 화소 영역(도 1의 PA) 단위로 화소 전극(도 1의 PE)을 덮도록 희생층(SCR)을 형성한다. 희생층(SCR)은 포토레지스트 물질을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다.
이어서, 도 12를 참조하면, 희생층(SCR)이 형성된 제1 보호층(115) 상에 공통 전극(CE)과 제2 보호층(125)을 차례로 형성한다. 공통 전극(CE)은 증착 공정 등을 통해 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)로 형성될 수 있으며, 제2 보호층(125)은 저온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법과 같은 증착 공정 등을 통해 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
이어서, 도 13를 참조하면, 제2 보호층(125) 상에 복수의 화소 영역(PA)을 구획하는 측벽들(120a)과, 측벽들(120a) 상에 측벽들(120a)을 연결하는 루프(120b)를 포함하는 덮개층(120)을 형성한다. 덮개층(120)은 유기 물질로 형성될 수 있다
이어서, 도 14를 참조하면, 덮개층(120) 상에 제3 보호층(130)을 형성한다. 제3 보호층(130)은 저온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법과 같은 증착 공정 등을 통해 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
이이서, 도 15를 참조하면, 덮개층(120) 중 기판(105)의 상기 제1 방향을 따라 형성되고 게이트 라인(GL)과 중첩하는 부분에 액정 주입구(EN)를 형성한다. 즉, 덮개층(120)의 측벽들(120a)의 일측면에 액정 주입구(EN)를 형성한다. 액정 주입구(EN)는 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, 제3 보호층(130), 제2 보호층(125), 공통 전극(CE)의 일부가 제거될 수 있다.
이어서, 도 16을 참조하면, 희생층(SCR)을 제거한다. 이에 따라, 액정 분자(도 2의 LC)가 주입되는 공간인 캐비티(CV)가 형성된다. 희생층(SCR)의 제거는 식각 공정 및 스트립 공정을 통해 제거될 수 있다.
이어서, 도 17을 참조하면, 캐비티(CV) 내부의 기판(105) 상에 화소 전극(도 1의 PE)을 덮고 루프(120b)의 저면에 공통 전극(CE)을 덮도록 캡핑층(135)을 형성한다. 캡핑층(135)은 ALD 방법을 이용하여 배향막(도 2의 140)의 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성될 수 있다. 이때, ALD 방법에 의해 캡핑층(135)은 캐비티(CV) 내부 전체에 형성되며, 아울러 캐비티(CV) 외부에서 덮개층(120), 구체적으로 제3 보호층(130)과 기판(105)을 덮을 수 있다.
이어서, 도 18을 참조하면, 캐비티(CV)의 내벽을 따라 캡핑층(135) 상에 배향막(140)을 형성한다. 배향막(140)은 잉크젯 공정을 이용하여 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리실록산(Polysiloxane) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 액정 배향 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 도 19를 참조하면, 액정 주입구(EN)를 통해 캐비티(CV)의 내부에 액정 분자(LC)를 주입하여 액정층(LCL)을 형성한다.
이어서, 도 20을 참조하면, 캐비티(CV)의 액정 주입구(EN)를 밀폐하는 실링막(145)을 형성한다. 실링막(145)은 캐비티(CV) 내에 주입된 액정 분자(LC)과 반응하지 않는 실링 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 도 21을 참조하면, 캐비티(CV) 외부의 캡핑층(135) 상에 평탄화층(150)을 형성한다. 평탄화층(150)은 증착 방법 등을 통해 절연 물질로 형성될 수 있다.
도시하진 않았지만, 액정 표시 장치의 제조 방법은 평탄화층(150) 상에 봉지층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 봉지층은 기존에 액정 표시 장치에서 박막트랜지스터가 형성되는 기판에 결합되는 또다른 기판을 생략시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
105: 기판 GL: 게이트 라인
DL: 데이터 라인 GIL: 게이트 절연층
TFT: 박막트랜지스터 110: 절연층
CF: 컬러 필터 BM: 블랙 매트릭스
115: 제1 보호층 PE: 화소 전극
CV: 캐비티 LC: 액정 분자
CE: 공통 전극 120: 덮개층
125: 제2 보호층 130: 제3 보호층
135: 캡핑층 140: 배향막
LCL: 액정층 145: 실링막
150: 평탄화층
DL: 데이터 라인 GIL: 게이트 절연층
TFT: 박막트랜지스터 110: 절연층
CF: 컬러 필터 BM: 블랙 매트릭스
115: 제1 보호층 PE: 화소 전극
CV: 캐비티 LC: 액정 분자
CE: 공통 전극 120: 덮개층
125: 제2 보호층 130: 제3 보호층
135: 캡핑층 140: 배향막
LCL: 액정층 145: 실링막
150: 평탄화층
Claims (20)
- 복수의 화소 영역을 가지는 기판;
상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극;
상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 형성되는 루프를 포함하며, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층;
상기 루프의 저면에 형성되는 제2 전극;
상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 상기 캐비티의 내부에 형성되는 캡핑층;
상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및
상기 캐비티 내부에 액정 분자를 주입하여 형성되는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 상기 제1 전극의 표면을 따라 컨포말(conformal)하게 형성되는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 상기 캐비티 외부에서 상기 덮개층과 상기 기판을 덮는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 10Å 내지 100㎚의 두께를 가지는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 ALD(Automic Layer Deposition)막이며, 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성되는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 캡핑층은 제1 캡핑층과, 상기 제1 캡핑층 상에 형성되는 제2 캡핑층을 포함하는 액정 표시 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제1 캡핑층은 유기물로 형성되는 MLD(Molecular Layer Deposition)막이며,
상기 제2 캡핑층은 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성되는 ALD(Automic Layer Deposition)막인 액정 표시 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제1 캡핑층은 폴리이미드(Polyimide), 폴리스티렌(Polystyrene) 및 (Polyethylene) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
상기 제2 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치. - 복수의 화소 영역을 가지는 기판;
상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되며, 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 형성되며, 상기 제1 전극과 절연되는 제2 전극;
상기 복수의 분리된 가지 전극들 사이에 형성되는 변질막 잔사;
상기 기판 상에 상기 제1 전극, 변질막 잔사 및 제2 전극을 덮도록 형성되는 캡핑층;
상기 캡핑층 상에 형성되는 배향막; 및
상기 배향막 상에 형성되는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 변질막 잔사는 카본함유물인 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 캡핑층은 상기 제1 전극의 표면을 따라 컨포말(conformal)하게 형성되는 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 캡핑층은 10Å 내지 100㎚의 두께를 가지는 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 캡핑층은 ALD(Automic Layer Deposition)막이며, 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 이하인 무기물로 형성되는 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 캡핑층은 SiO2 및 SiCOH 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 루프를 포함하고, 상기 기판과의 사이에 캐비티를 형성하는 덮개층을 더 포함하는 액정 표시 장치. - 기판 상에 각 화소 영역 단위로 복수의 분리된 가지 전극을 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮도록 희생층을 형성하는 단계;
상기 희생층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 기판 상에 상기 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들과, 상기 측벽들 상에 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 루프를 포함하는 덮개층을 형성하는 단계;
상기 희생층을 제거하는 단계;
상기 기판 상에 상기 제1 전극을 덮고 상기 루프의 저면에 상기 제2 전극을 덮도록 캡핑층을 형성하는 단계; 및
상기 캡핑층 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 캡핑층을 형성하는 단계에서 상기 캡핑층은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용하여 상기 배향막을 형성하기 위한 배향 물질에 대한 접촉각이 50° 미만인 무기물로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 덮개층의 측벽들 일측면에 액정 주입구를 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 희생층의 제거는 상기 액정 주입구를 통해 수행되는 액정 표시 장치의 제조 방법. - 제19 항에 있어서,
상기 액정 주입구를 통해 액정 분자를 주입하여 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 액정층을 형성하는 단계 이후 상기 액정 주입구를 실링하는 실링막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140031679A KR20150108984A (ko) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
US14/479,585 US9523879B2 (en) | 2014-03-18 | 2014-09-08 | Liquid crystal display and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140031679A KR20150108984A (ko) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150108984A true KR20150108984A (ko) | 2015-10-01 |
Family
ID=54141964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140031679A KR20150108984A (ko) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9523879B2 (ko) |
KR (1) | KR20150108984A (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150121387A (ko) * | 2014-04-18 | 2015-10-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100929675B1 (ko) * | 2003-03-24 | 2009-12-03 | 삼성전자주식회사 | 다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 기판 |
KR20050001158A (ko) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 기둥 형상의 스페이서를 포함하는 액정표시장치와 그제조방법 |
JP4108589B2 (ja) * | 2003-11-05 | 2008-06-25 | Nec液晶テクノロジー株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
JP4165429B2 (ja) | 2004-04-05 | 2008-10-15 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置、プロジェクタおよび電子機器 |
KR101095643B1 (ko) * | 2004-08-20 | 2011-12-19 | 삼성전자주식회사 | 버퍼층을 포함하는 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정표시장치 |
US7705924B2 (en) * | 2005-02-22 | 2010-04-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display and test method thereof |
JP4678673B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2011-04-27 | 東京応化工業株式会社 | ホトレジスト用剥離液 |
JP5144055B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2013-02-13 | 三星電子株式会社 | 表示基板及びこれを有する表示装置 |
TWI315435B (en) * | 2005-12-21 | 2009-10-01 | Ind Tech Res Inst | Substrate structures, liquid crystal display devices and methods of fabricating liquid crystal display devices |
KR100900550B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2009-06-02 | 삼성전자주식회사 | 표시장치와 그 제조방법 |
TWI337272B (en) * | 2006-02-06 | 2011-02-11 | Ind Tech Res Inst | Transflective liquid crystal displays and fabrication methods thereof |
KR20080018731A (ko) | 2006-08-25 | 2008-02-28 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 표시판 및 그 제조 방법 |
US20080049176A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor-array substrate, transflective liquid crystal display device with the same, and method for manufacturing the same |
JP2009133948A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Seiko Epson Corp | 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 |
KR20090092939A (ko) * | 2008-02-28 | 2009-09-02 | 삼성전자주식회사 | 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR101549838B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2015-09-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이 표시 기판을 갖는 전기습윤 표시패널 |
KR101592481B1 (ko) * | 2009-02-06 | 2016-02-05 | 삼성전자 주식회사 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR20100112422A (ko) * | 2009-04-09 | 2010-10-19 | 삼성전자주식회사 | 표시장치 |
CN102667599A (zh) * | 2009-12-16 | 2012-09-12 | Sody株式会社 | Lcd光衰减装置及利用该装置的车辆用智能镜 |
KR101708769B1 (ko) | 2010-02-19 | 2017-02-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법 |
KR20120003216A (ko) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR101736923B1 (ko) | 2010-11-25 | 2017-05-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치 |
TWI534905B (zh) * | 2010-12-10 | 2016-05-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置及顯示裝置之製造方法 |
KR101697703B1 (ko) | 2012-01-18 | 2017-01-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
JP6044337B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-12-14 | 三菱瓦斯化学株式会社 | インジウムとガリウムおよび酸素、またはインジウムとガリウムと亜鉛および酸素からなる酸化物のエッチング液およびエッチング方法 |
-
2014
- 2014-03-18 KR KR1020140031679A patent/KR20150108984A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-09-08 US US14/479,585 patent/US9523879B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9523879B2 (en) | 2016-12-20 |
US20150268502A1 (en) | 2015-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9645427B2 (en) | Liquid crystal display comprising a plurality of microcavities filled with liquid crystal molecules and a light blocking layer that fills a contact hole | |
US9158167B1 (en) | Liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
US9625753B2 (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
US7525605B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
US9618815B2 (en) | Method of manufacturing display substrate, repair method of display substrate and display substrate repaired by the repair method | |
US9618812B2 (en) | Liquid crystal display and method of fabricating the same | |
US8698152B2 (en) | Display panel and thin film transistor substrate | |
WO2012117695A1 (ja) | 半導体装置及びその製造方法並びに表示装置 | |
EP2908170B1 (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
US20130334534A1 (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
US20160282690A1 (en) | Liquid crystal display device and related manufacturing method | |
US9377659B2 (en) | Display device and manufacturing method thereof | |
US9354477B2 (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
KR20150108984A (ko) | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 | |
US9678376B2 (en) | Liquid crystal display comprising a liquid crystal layer positioned in a microcavity having a column portion in contact with a tapered side wall of the microcavity | |
US10007153B2 (en) | Liquid crystal display and method for fabricating the same | |
US20150309357A1 (en) | Display device and manufacturing method thereof | |
US9851595B2 (en) | Display device and manufacturing method thereof | |
US9541784B2 (en) | Liquid crystal display and method for fabricating the same | |
US20160195743A1 (en) | Liquid crystal display | |
US20150103282A1 (en) | Liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
WO2014199801A1 (ja) | 液晶パネル | |
JP2005202287A (ja) | 半導体装置、電気光学装置、半導体装置の製造方法、並びに電子機器 | |
KR20160000965A (ko) | 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
KR20140111527A (ko) | 금속 산화물 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |