KR20150124883A - 표시 패널 - Google Patents

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KR20150124883A
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shielding
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아이-후아 후앙
완-샨 양
춘-텡 첸
유-쥬 첸
쿠에이-링 리우
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이노럭스 코포레이션
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Abstract

제1 기판; 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제2 기판 상에 배치되고 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 차폐 패턴, 이때 제1 영역의 투과율은 제2 영역의 투과율보다 더 큼; 및 제2 기판과 대면하는 제1 기판의 일측면 상에 배치된 제1 응집층을 포함하고, 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 상기 제1 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 제2 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도보다 더 큰, 표시 패널이 개시되어 있다.

Description

표시 패널{Display panel}
본 출원은 2014년 4월 29일 출원된 대만 특허 출원 번호 103115370호를 우선권 주장하며, 그 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 표시 패널에 관한 것이고, 더욱 자세하게는 특정 구조를 갖는 응집물을 갖는 표시 패널에 관한 것이다.
최근, 표시 기술이 진보함에 따라서 모든 표시 장치는 작은 부피, 얇은 두께 및 경량을 갖는 것을 향하여 개발되고 있다. 액정 표시(LCD) 장치는 얇은 두께를 갖는 평판(flat panel) 표시 장치이어서, 종래의 음극선관(CRT) 디스플레이는 점차 LCD로 교체되고 있다. 특히, LCD는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 휴대전화, 노트북, 비데오 카메라, 카메라, 음악 플레이어, 내비게이션 장치, 및 텔레비젼과 같은 매일 사용되는 장치는 액정 표시(LCD) 패널을 구비하고 있다.
휘도, 콘트라스트, 컬러 및 시야각은 LCD 패널의 시야 효과에 관련된 주요 변수이다. LCD 장치의 개발에 따라서, 주류 또는 개발중인 LCD 패널은 다음으로 나뉠 수 있다: 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 수직 배향(VA) 모드, 및 인-플레인 스위칭(In-plane switching: IPS) 모드.
VA 모드 LCD의 경우, 처음으로 개발된 멀티-도메인 수직 배향(MVA) 기술은 액정 분자가 정적 상태에서 소정 각도(또한 프리틸트각(pre-tilt angle)이라고도 함)를 유지하게 하기 위하여 컬러 필터 기판 상에 돌기를 배치하는 것에 의해 달성된다. 따라서, 전압이 LCD에 인가되면, 상기 액정 분자는 더욱 신속하게 기울어질 수 있다. 한편, 상기 돌기는 액정 분자의 배향을 변화시켜 넓은 시야각 목적을 달성할 수 있다. MVA 기술 이외에, 고분자 안정화 배향(PSA) 기술이 또한 개발되며, 마이크로구조를 갖는 고분자층을 사용하여 MVA 기술에 사용된 돌기를 교체하여 넓은 시야각 및 신속한 응답(response) 목적을 달성할 수 있다. 따라서, 상기 VA 모드 LCD는 고수준의 LCD에서 현재 사용된다.
본 발명의 목적은 표시 패널의 액정층의 응답률을 개선하기 위하여 액정 분자의 기울어짐(tilt) 및 그의 배향을 용이하기 위해 특정 구조를 갖는 응집층을 구비한 표시 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특정 구조를 갖는 응집층을 구비한 표시 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 표시 패널을 제조하는 방법은, 제1 기판 및 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판을 제공하는 단계; 상기 제2 기판 상에 개구 영역(opening region) 및 차폐 영역(shielding region)을 포함하는 차폐 패턴(shielding pattern)을 형성하는 단계; 액정 분자 및 감광성 단량체를 포함하는 액정 물질을 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 주입하는 단계; 및 제2 기판으로부터 조사(irradation)를 인가하여 상기 감광성 단량체를 중합시켜 상기 제1 기판과 제2 기판 중의 적어도 하나에 응집층을 형성하는 단계를 포함한다. 수득된 응집층은 배향층과 함께 액정 분자의 프리틸트각을 유발하는 층으로 사용될 수 있다. 또한, 중합 공정 중, 전압이 상이한 영역에 선택적으로 인가되어 액정 분자가 소정 프리틸트각을 미리 갖도록 만들 수 있다.
또한, 본 발명의 일 요지는 상술한 방법에 의해 제조된 표시 패널을 제공하는 것으로, 제1 기판; 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제2 기판 상에 배치되고 또 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 차폐 패턴, 여기서 제1 영역의 투과율이 제2 영역의 투과율보다 더 큼; 및 상기 제2 기판과 대면하는 제1 기판의 측면 상에 배치된 제1 응집층을 포함하며, 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도(roughness)는 차폐 패턴의 제2 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도보다 더 크다.
여기서, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 투과율은 특별히 한정되지 않고, 또 제1 영역의 투과율이 제2 영역의 투과율보다 크기만 하면, 상이한 조도를 갖는 상기 제1 응집층이 수득될 수 있다. 일개 경우에서, 상기 차폐 패턴의 제1 영역은 개구 영역에 상응하고, 또 차폐 패턴의 제2 영역은 차폐 영역에 상응한다. 바람직하게는, 상기 차폐 패턴의 제1 영역의 투과율은 30~100%이거나, 또는 차폐 패턴의 제2 영역의 투과율은 0~20%이다. 여기서, 상기 용어 "응집층"은 복수의 응집물에 의해 형성된 층이며; 또 일부 경우에서 응집층 중의 응집물 사이에는 구멍 또는 개구가 존재할 수 있다.
본 발명의 요지에서, 바람직하게는, 상이한 투과율을 갖는 차폐 패턴의 상기 제1 영역 및 제2 영역은 각각 개구 영역 및 차폐 영역이다. 이 경우에서, 차폐 패턴의 개구 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도는 차폐 패턴의 차폐 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도보다 더 크다.
본 발명의 요지의 표시 패널에서, 상기 제1 응집층은 상응하는 개구 영역 및 상응하는 차폐 영역을 포함할 수 있고, 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역은 각각 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역) 및 차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응하며, 또 상기 차폐 영역의 개구 영역(또는 제1 영역)의 돌출부(projection)는 상기 제1 응집층의 상응하는 개구 영역에 위치한다. 여기서, 상기 차폐 패턴의 개구 영역의 폭은 α이고, 상기 제1 응집층의 상응하는 개구 영역의 폭은 β이며, 상기 액정층의 두께는 D이고, 또 α, β 및 D는 하기 방정식(I)을 만족한다:
0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D - 4.2987 < β< 0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D + 11.5657 (I).
또한, 본 발명의 다른 요지는 또한 상술한 방법에 의해 제조된 표시 패널을 제공하며, 상기 표시 패널은 제1 기판; 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제2 기판 상에 배치되고 또 개구 영역 및 차폐 영역을 포함하는 차폐 패턴; 및 상기 제2 기판과 대면하는 제1 기판의 일측면 상에 배치되고 또 상기 차폐 패턴의 개구 영역에 상응하는 상응하는 개구 영역을 포함하고, 상기 광차폐층의 개구 영역의 돌출부가 상응하는 개구 영역에 위치하고, 또 제1 응집층(또는 복수의 제1 응집물에 의해 형성된 제1 응집층)이 배치되어 있다. 여기서, 상기 차폐 패턴의 개구 영역의 폭은 α이고, 상응하는 개구 영역의 폭은 β이며, 상기 액정층의 두께는 D이고, 또 α, β 및 D는 상기 방정식(I)을 만족한다.
본 발명의 요지의 표시 패널에서, 상기 상응하는 개구 영역은 바람직하게는 반사된 패턴이다. 더욱 자세하게는, 상기 상응하는 개구 영역은 반사 현미경으로 얻어진 반사된 패턴이며, 이는 광이 위에 조사되는 동안 상기 상응하는 개구 영역 및 나머지 영역(상기 상응하는 차폐 영역)의 상이한 반사에 의해 형성된다. 본 발명의 요지에서, 조사된 광의 파장은 가시 영역(380 nm~780nm) 내에 위치한다. 또한, 본 발명의 요지의 상기 표시 패널은 상기 제1 기판에 대면하는 제2 기판의 일측면 상에 배치되고 또 차폐 패턴의 차폐 영역에 상응하는, 상응하는 차폐 영역을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 응집층은 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역에 배치되며, 상기 상응하는 개구 영역에 배치된 제1 응집층의 조도는 상기 상응하는 차폐 영역에 배치된 제1 응집층의 조도보다 더 크다.
본 발명의 상술한 모든 요지에 의해 제공된 표시 패널에서, 상기 차폐 패턴은 블랙 매트릭스층 또는 회로와 같은 패턴화된 금속층이다.
또한, 본 발명의 상술한 모든 요지에 의해 제공된 표시 패널은 제1 기판과 대면하는 제2 기판의 일측면 상에 배치된 제2 응집층을 더 포함할 수 있고, 상기 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역)에 상응하는 제2 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 크다.
또한, 본 발명의 상술한 모든 요지에 의해 제공된 표시 패널에서, 상기 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역)에 상응하는 제1 응집층의 조도는 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역)에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 크고; 및/또는 상기 차폐 패턴의 차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응하는 제1 응집층의 조도는 차폐 패턴의 차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 크다. 더욱 자세하게는, 본 발명의 표시 패널을 제조하기 위한 공정 동안, 광이 제2 기판으로부터 조사되어, 상기 제1 기판은 원거리 측으로 간주되고 또 상기 제2 기판은 근거리 측으로 간주된다. 따라서, 원거리측에서 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역)/차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응하는 제1 응집층의 조도는 근거리측에서 그에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 크다. 그러나, 원거리측에서 제1 응집층 또는 근거리측에서 제2 응집층의 경우, 상기 차폐 패턴의 개구 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도는 차폐 패턴의 차폐 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도보다 더 크다. 바람직하게는, 상기 차폐 패턴의 개구 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도는 차폐 패턴의 차폐 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도의 5~12배이다.
또한, 본 발명의 상술한 모든 요지에 의해 제공되는 표시 패널에서, 상기 용어 "조도(roughness)"는 이승평균 평방근(RMS) 조도(Rq)를 지칭하며, 이는 샘플의 종축을 따른 높이 편차 및 중심선 사이의 RMS 평균이다.
또한, 본 발명의 상술한 모든 요지에 의해 제공되는 표시 패널에서, 상기 제1 응집층은 상응하는 개구 영역 및 상응하는 차폐 영역을 포함하고, 또 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역은 각각 차폐 패턴의 개구 영역(또는 제1 영역) 및 차폐 영역(또는 제2 영역)에 상응한다. 상기 상응하는 개구 영역(또는 그의 종축을 따른 중심선)의 표면과 상기 제1 기판 상의 제1 배향층의 표면 사이의 평균 높이는 적어도 15 nm, 바람직하게는 15~100 nm, 및 더욱 바람직하게는 20~50 nm이다.
본 발명의 다른 목적, 이점, 및 신규한 특징은 첨부한 도면을 참조할 때 이하의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다;
도 2는 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널에서 제1 기판 및 그 위에 배치된 박막 트랜지스터의 일부를 도시하는 투시도이다;
도 3은 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널에서 제2 기판 및 그 위에 배치된 블랙 매트릭스층의 일부를 도시하는 투시도이다;
도 4는 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널에서 제2 응집층의 패턴을 도시하는 투시도이다;
도 5는 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널에서 제1 응집층의 패턴을 도시하는 투시도이다;
도 6은 본 발명의 다른 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널의 비-표시 영역에서 제1 응집층과 블랙 매트릭스층을 도시하는 투시도이다;
도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널의 비-표시 영역에서 제1 응집층과 블랙 매트릭스층을 도시하는 투시도이다; 및
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 바람직한 실시양태에 따른 액정 표시 패널에서 제1 응집층의 확대도이다.
본 발명은 예시적 방식으로 기재되며, 사용된 용어는 제한을 의미하기 보다는 설명을 위한 것임을 이해해야 한다. 상기 내용에서 본 발명의 다수의 변형과 변이가 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 내에서 본 발명은 자세히 기재된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.
도 1a는 본 발명의 실시양태의 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 기판(11) 및 제2 기판(21)이 제공되며, 박막 트랜지스터층(12) 및 컬러 필터층(22)이 상기 제1 기판(11) 상에 순차적으로 형성되어 컬러 필터 온 어레이(color filter on array: COA) 표시 패널을 수득한다. 또한, 블랙 매트릭스층(221)이 제2 기판(21) 상에 광 차폐 패턴으로 형성된다. 여기서, 상기 제1 기판(11) 및 제2 기판(21)은 플라스틱 기판 또는 유리 기판과 같이 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 임의 기판일 수 있다.
본 발명의 실시양태의 다른 실시양태에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 박막 트랜지스터층(12) 및 컬러 필터층(22)이 각각 상기 제1 기판(11) 및 제2 기판(21) 위에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터층(12)은 컬러 필터층(22)에 대향하고, 광 차폐 패턴인 상기 블랙 매트릭스층(221)은 상기 컬러 필터층(22) 위에 형성된다.
이후, 도 1a의 액정 표시 패널을 자세하게 설명한다.
도 2는 본 실시양태의 액정 표시 패널에서 제1 기판 및 그 위에 배치된 박막 트랜지스터의 일부를 도시하는 투시도이다. 상기 제1 기판(11) 상에 형성된 박막 트랜지스터층은 다음을 포함한다: 스캔 라인(121), 데이터 라인(122), 박막 트랜지스터 유닛(123), 화소 전극(124) 및 커패시터 전극(125). 여기서, 2개의 인접하는 스캔 라인(121) 및 2개의 인접하는 데이터 라인(122)이 화소 유닛을 규정한다. 일개 화소 유닛은 일개의 박막 트랜지스터 유닛(123), 일개의 화소 전극(124) 및 일개의 커패시터 전극(125)을 포함하고, 또 상기 화소 전극(124)은 2개의 인접하는 스캔 라인(121)과 2개의 인접하는 데이터 라인(122) 사이에 위치한다. 여기서, 상기 스캔 라인(121), 데이터 라인(122) 및 커패시터 전극(125)은 금속, 합금, 금속 산화물, 금속 옥시질화물, 또는 당해 분야에서 사용되는 기타 전극 물질과 같은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 임의의 도전성 물질로 제조될 수 있다; 및 바람직하게는 금속이다. 상기 화소 전극(124)은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 임의의 투명한 도전성 물질, 예컨대, ITO, IZO과 같은 투명한 도전성 산화물 또는 그의 조합물(예컨대, ITO 및 IZO의 복합 물질)로 제조될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 커패시터 전극(125)의 위치는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않고, 또 필요에 따라서 조정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시양태의 액정 표시 패널에서 제2 기판 및 그 위에 배치된 블랙 매트릭스층의 일부를 도시하는 투시도이다. 여기서, 상기 제2 기판(21) 상에 형성된 블랙 매트릭스(211)는 개구 영역(2211) 및 상기 개구 영역(2211) 사이에 배치된 차폐 영역(2212)을 포함한다. 또한, 상기 제2 기판(21)은 표시 영역 A 및 비-표시 영역 B를 더 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드에 의해 형성된 제1 배향층(13) 및 제2 배향층(23)이 각각 상기 제1 기판(11) 및 제2 기판(21) 상에 형성된 다음, 액정 물질을 상기 제1 기판(11)과 제2 기판(21) 사이의 공간에 주입하여 액정층(31)을 형성한다. 여기서, 상기 액정 물질은 액정 분자 및 감광성 단량체를 포함한다. 상기 액정 물질은 적하형 주입 공정 또는 모세관 효과를 이용한 주입 방법과 같은 당해 분야에 공지된 방식을 통하여 제1 기판(11)과 제2 기판(21) 사이의 공간에 주입될 수 있다. 또한, 상기 액정 물질은 감광성 단량체의 중합을 용이하게 하기 위한 광개시제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에서, 상기 감광성 단량체 및 광개시제는 특별히 한정되지 않고, 또 배향층을 형성하기 위한 분야에서 일반적으로 사용되는 화합물일 수 있다.
이어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 표시 패널에 에너지를 가하여 감광성 단량체를 중합하여 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)을 형성하며, 이들은 각각 제1 기판(11) 및 제2 기판 위에 형성된다. 상기 형성된 제1 응집층(14) 및 상기 형성된 제2 응집층(24)은 액정 분자의 프리틸트각을 유발하는 특성을 가질 수 있다. 더욱 자세하게는, 상기 감광성 단량체는 UV 광과 같은 조사를 통하여 중합되어 응집물을 형성하며, 상기 제1 응집층(14)은 상기 제1 기판(11) 상에 형성된 복수의 제1 응집물로 이루어지고, 및 제2 응집층(14)은 상기 제2 기판(21) 상에 형성된 복수의 제2 응집물로 이루어진다. 상기 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)은 각각 복수의 제1 응집물 및 복수의 제2 응집물로 이루어지기 때문에, 상기 제1 또는 제2 응집물 사이에 형성된 구멍 또는 개구가 있을 수 있다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 중합 공정 중, 상기 비-표시 영역 B에는 부가적 전압이 인가되지 않으므로, 상기 비-표시 영역 B에서 액정 분자의 개선된 수직 배향을 달성할 수 있다. 따라서, 상기 비-표시 영역 B 중의 액정 분자는, 액정 패널에 외부 전압이 인가될 때, 더욱 신속하게 회복할 수 있다. 또한, 중합 공정 중, 상기 표시 영역 A에는 부가적 전압이 인가되어 액정층(31) 중의 액정 분자가 소정 각도로 기울어지게 만든다. 상기 감광성 단량체가 중합되어 특정 구조를 갖는, 복수의 제1 응집물에 의해 형성된 제1 응집층 및 복수의 제2 응집물에 의해 형성된 제2 응집층을 형성한 후, 상기 특정 구조는 표시 영역 A 중의 액정 분자의 프리틸트각을 고정할 수 있다. 따라서, 상기 액정 분자는 신속하게 기울어져서 표시 패널의 밝은 상태 및 어두운 상태를 신속하게 교환할 수 있다.
이후, 본 발명의 실시양태의 액정 표시 패널 중의 제1 응집층 및 제2 응집층의 구조를 자세하게 설명한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시양태의 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)은 UV 광과 같은 조사를 통하여 감광성 단량체를 중합하여 수득하는 응집물에 의해 형성된다. 여기서, 상기 조사는 제1 기판(11) 또는 제2 기판(12)으로부터 인가될 수 있다. 예컨대, 도 1a에 도시된 표시 패널에서, 상기 조사는 바람직하게는 제2 기판(21)으로부터 인가된다; 또 도 1b에 도시된 표시 패널에서, 상기 조사는 바람직하게는 제1 기판(11)으로부터 인가될 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서, 상기 조사는 제1 기판(11) 및 제2 기판(21)으로부터 각각 인가될 수 있고, 또 상기 조사 공정에 대해 1회 이상 실시될 수 있다.
도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에서, 제1 기판(11)으로부터 조사가 인가될 때, 제1 기판(11) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(12)(적어도 하나의 패턴화된 금속층을 포함함)이 차폐 패턴으로 사용될 수 있다. 더욱 자세하게는, 제1 기판(11) 상에 배치된 패턴화된 금속층은 회로(도면에 도시되지 않음), 스캔 라인(121), 데이터 라인(122), 및 커패시터 전극(125)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 회로(도면에 도시되지 않음), 스캔 라인(121), 데이터 라인(122), 및 커패시터 전극(125)을 포함하는 영역은 차폐 패턴의 제2 영역 또는 차폐 영역으로 사용될 수 있고, 또 나머지 영역(예컨대, 화소 전극(124) 또는 위에 어떠한 유닛도 형성되지 않은 제1 기판의 기타 영역)은 차폐 패턴의 제1 영역 또는 개구 영역으로 사용될 수 있다. 상기 금속층은 나머지 영역과 대조하여 비교적 낮은 투과율을 가지며, 차폐 패턴의 제2 영역인 상기 금속층의 투과율은 약 0~20%이고, 또 차폐 패턴의 제1 영역의 투과율은 약 30~100%이다. 차폐 패턴의 투과율은 제1 기판(11)의 원료 및 그 위에 형성된 유닛의 존재에 따라서 상이하다. 따라서, 제1 기판(11)으로부터 조사가 인가되면, 상기 감광성 단량체의 중합도는 상기 조사의 관련 변수를 조정하는 것에 의해 제2 영역(즉, 차폐 영역) 및 제1 영역(즉, 개구 영역)에서 상이할 수 있다; 또 따라서 상이한 구조를 갖는 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)을 수득할 수 있다. 예컨대, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 조사가 제1 기판(11)으로부터 인가되면, 제2 기판(21) 상에 형성된 제2 응집물(24)은 상응하는 차폐 영역(241) 및 상응하는 개구 영역(242)을 포함하는 패턴을 가질 수 있다.
도 1a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일개의 바람직한 실시양태에서, 제2 기판(21) 상의 블랙 매트릭스층(221)은, 상기 조사가 제2 기판(21)으로부터 인가될 때, 차폐 패턴으로 사용될 수 있고, 여기서 상기 블랙 매트릭스층(21)은 차폐 영역(2212)(즉, 제2 영역) 및 개구 영역(2211)(즉, 제1 영역)을 포함한다. 상기 차폐 영역(2212)은 개구 영역(2211)과 비교하여 비교적 낮은 투과율을 갖는다. 여기서, 상기 블랙 매트릭스층(221)은 차폐 패턴으로 사용되므로, 차폐 영역(2212) (즉, 제2 영역)의 투과율은 대략 0%이다. 개구 영역(2211)(즉, 제1 영역)의 투과율은 약 30~100%이며, 이는 제2 기판(21)의 재료 및 그 위에 형성된 유닛의 존재에 따라 상이할 수 있다. 상기 조사가 제2 기판(21)으로부터 인가될 때, 상기 감광성 단량체의 중합도는 상기 조사의 관련 변수를 조정하는 것에 의해 제2 영역(즉, 차폐 영역) 및 제1 영역(즉, 개구 영역)에서 상이할 수 있다; 또 따라서 상이한 구조를 갖는 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)을 수득할 수 있다. 예컨대, 도 1a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 조사가 제2 기판(21)으로부터 인가될 때, 제1 기판(11) 상에 형성된 제1 응집물(14)은 상응하는 차폐 영역(141) 및 상응하는 개구 영역(142)을 포함하는 패턴을 가질 수 있다.
여기서, 상기 상응하는 차폐 영역(141) 및 상기 상응하는 개구 영역(142)은 바람직하게는 반사 현미경으로 얻어지는 반사된 패턴에 의해 규정될 수 있다. 상기 반사된 패턴은 광이 조사되는 동안 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역의 상이한 반사에 의해 얻는다. 본 발명의 실시양태에서, 상기 반사된 패턴을 얻기 위한 광은 가시 영역(380nm~780nm)에 위치한 파장을 갖는다. 그러나, 다른 실시양태에서, 제1 응집층(14)의 상기 상응하는 차폐 영역(141) 및 상기 상응하는 개구 영역(142)은 다른 방법, 예컨대 응집층의 조도를 통하여 규정될 수 있다.
도 6(여기서, 제1 기판(11) 상의 박막 트랜지스터층 및 제1 배향층, 그리고 제2 기판(21) 상의 제2 배향층은 도시되지 않음)에 도시된 바와 같이, 상응하는 차폐 영역(141) 및 상응하는 개구 영역(142)을 포함하는 제1 응집층(14)은, 상기 조사가 제2 기판(21)으로부터 인가될 때, 제2 기판(21)과 대면하는 제1 기판(11)의 일측면 상에 형성된다. 여기서, 상기 상응하는 차폐 영역(141) 및 상기 상응하는 개구 영역(142)은 제2 기판(21) 상에 배치된 차폐 패턴인 블랙 매트릭스층(221)의 차폐 영역(2212) 및 개구 영역(2211)에 각각 상응하며, 또 차폐 패턴의 개구 영역(2211)의 돌출부는 상기 상응하는 개구 영역(142) 내에 위치한다. 본 발명의 실시양태에서, 상기 블랙 매트릭스층(221)은 차폐층의 일례이지만, 상기 차폐층은 본 발명의 다른 실시양태에서 다른 금속 패턴 또는 다른 차폐 패턴일 수 있다. 상기 차폐 패턴의 개구 영역(2211)의 폭이 α이고, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142)의 폭이 β이며, 상기 액정층(31)의 두께(또한 셀 갭(cell gap)이라도 함)가 D인 경우, α,β 및 D는 하기 방정식(I)을 만족한다:
0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D - 4.2987 < β< 0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D + 11.5657 (I).
본 발명의 실시양태에서, 차폐 패턴의 개구 영역(2211)의 폭 α는 98.72 ㎛이고, 2개의 인접하는 개구 영역(2211) 사이의 거리 α'는 52.32 ㎛이며, 액정층(31)의 두께 D는 3.2 ㎛이고, 제1 응집층(14)의 상기 상응하는 개구 영역(142)의 폭 β는 104.04 ㎛이며, 또 2개의 인접하는 상응하는 개구 영역(142) 사이의 거리 β'는 47 ㎛이다. 그러나, 본 발명의 다른 실시양태에서,α, α', β, β' 및 D는, 이들 변수가 상술한 방정식(I)을 만족하는 하는 상술한 값에 한정되지 않는다. 이들 변수가 상기 방정식(I)을 만족하면, 차폐 패턴의 개구 영역의 폭 α 및 액정층의 두께 D를 제어하는 것에 의해 제1 응집층의 소정 폭을 갖는 상응하는 개구 영역을 얻을 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 응집층(14)의 제1 응집물은 본 발명의 실시양태에서 상응하는 차폐 영역(141) 및 상응하는 개구 영역(142) 모두에서 형성된다. 그러나, 다른 실시양태에서, 제1 응집물이 상기 상응하는 개구 영역(142)에서 형성되는 한, 상기 제1 응집물은, 응집층의 응집물 사이에 형성된 구멍이나 개구가 존재할 수 있기 때문에, 상기 상응하는 차폐 영역(141)에서 형성되지 않을 수 있다. 이 경우에서, 제1 기판(11) 및 그 위에 형성된 몇몇 유닛의 일부는 상기 상응하는 차폐 영역(141)으로부터 노출될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 조사가 제2 기판(21)으로부터 인가될 때, 상기 제1 응집층(14)이 제1 기판(11) 상에 형성될 뿐만 아니라 제2 응집층(24)이 제1 기판(11)과 대면하는 제2 기판(21)의 일측면 상에 형성된다. 여기서, 제2 응집층(24)은 또한 상응하는 차폐 영역(241) 및 상응하는 개구 영역(242)을 포함하며, 이들은 각각 제2 기판(21) 상에 형성된 차폐 패턴인 블랙 매트릭스층(221)의 차폐 영역(2212) 및 개구 영역(2211)에 상응한다.
본 발명의 실시양태에서, 액정 표시 패널을 동작시킬 때 액정 분자의 기울어짐을 용이하게 할 수 있는 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)의 조도는, 상기 조사 시의 포커스, 에너지 및 조사 시간을 제어하는 것에 의해 조정될 수 있다. 바람직하게는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142)의 조도는 그의 상기 상응하는 차폐 영역(141)의 조도보다 더 크고; 및/또는 상기 제2 응집층(24)의 상응하는 개구 영역(242)의 조도는 상기 상응하는 차폐 영역(241)의 조도보다 더 크다. 또한, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142)의 조도는 바람직하게는 상기 제2 응집층(24)의 상응하는 개구 영역(242)의 조도보다 더 크다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142) 또는 상기 제2 응집층(24)의 상응하는 개구 영역(242)의 조도는 상기 상응하는 차폐 영역(141) 및 상기 상응하는 차폐 영역(241)의 조도의 5~12배이다. 여기서, 상기 용어 "조도(roughness)"는 이승평균 평방근(RMS) 조도(Rq)를 지칭하며, 이는 샘플의 종축(즉, 제1 응집층 또는 제2 응집층)을 따른 높이 편차 및 중심선 사이의 RMS 평균이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시양태에서, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142)의 조도는 약 24.8 nm이고, 또 그의 상기 상응하는 차폐 영역(141)은 약 3.37 nm이다. 상기 제2 응집층(24)의 상응하는 개구 영역(242)의 조도는 약 18 nm이고, 또 상기 상응하는 그의 차폐 영역(241)은 약 2.46 nm이다. 그러나, 다른 실시양태에서, 상기 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)의 조도는 이들에 한정되지 않는다. 상기 제1 응집층 및 제2 응집층의 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역의 조도가 상술한 관계를 만족하는 한, 액정 표시 패널을 동작시키는 동안 액정 분자의 기울어짐을 용이하게 하는 목적이 달성될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 응집층(14) 및 제2 응집층(24)은 상기 조사 시의 포커스, 에너지 및 조사 시간을 제어하는 것에 의해 상이한 영역에서 다양한 높이를 갖도록 조정될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 응집층(14)의 상응하는 개구 영역(142)의 표면과 상기 제1 기판(11) 상의 제1 배향층(13)의 표면(131) 사이의 평균 높이는 상기 상응하는 그의 차폐 영역(141)의 표면과 표면(131) 사이의 평균 높이에 비하여 적어도 15 nm 더 크다. 즉, ΔH = (H1-H2)≥15 nm. 바람직하게는, 상술한 평균 높이 차는 15~100 nm (100 nm≥ΔH = (H1-H2)≥15 nm)이고; 또 더욱 바람직하게는, 상술한 평균 높이 차는 20~50 nm(50 nm≥ΔH = (H1-H2)≥20 nm)이다.
도 8 내지 도 10은 도 6에서 도시된 영역 R에 의해 표시된 액정 표시 패널의 제1 응집층의 확대도로서, 여기서 수평선은 상기 상응하는 차폐 영역(141) 및 상기 상응하는 개구 영역(142)의 평균 높이를 나타내고, X-축의 단위는 ㎛이며, 또 Y-축의 단위는 nm 이다. 도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 제1 응집층은 상이한 실시양태의 액체 표시 패널에서 상이한 구조를 가질 수 있고, 또 상기 상응하는 차폐 영역(141)과 상기 상응하는 개구 영역(142) 사이에는 높이 차 ΔH가 존재한다. 상기 높이 차 ΔH는 적어도 15 nm이고, 바람직하게는 15~100 nm이며, 또 더욱 바람직하게는 20~50 nm이다.
결론적으로, 본 발명의 액정 표시 패널을 제조하는 공정 동안 제2 기판으로부터 조사가 인가될 때, 상기 블랙 매트릭스층의 개구 영역은 감광성 단량체의 중합화를 용이하게 할 수 있다. 통상의 표시 패널에서, 상기 블랙 매트릭스층의 개구 영역은 광 누설을 초래할 수 있다. 그러나, 본 발명의 액정 표시 패널에서, 블랙 매트릭스층의 개구 영역과 대향하는 상기 제1 응집층의 상응하는 개구 영역은 비교적 큰 조도를 갖고, 또 상기 상응하는 개구 영역의 증가된 조도는 액정 분자의 기울어짐을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 액정 분자의 기울어짐은 액정 표시 패널을 동작하고 있는 동안 전압이 인가된 후 신속하게 회복할 수 있고, 또 따라서 상기 광 누설이 방지될 수 있다. 또한, 액정 분자의 더 좋은 배향을 얻기 위하여, 어떠한 부가적인 전압도 중합 공정 중에 상기 비-표시 영역에 인가되지 않으므로, 상기 비-표시 영역 중의 액정 분자의 개선된 수직 배향을 달성할 수 있다. 따라서, 상기 비-표시 영역 중의 액정 분자는 외부 전압이 상기 액정 패널에 인가될 때 더욱 신속하게 회복할 수 있다. 또한, 중합 공정 중, 부가적 전압이 표시 영역에 인가되어 액정층 중의 액정 분자를 소정 각도로 기울어지게 만들고, 따라서 표시 패널의 밝은 상태 및 어두운 상태를 신속하게 교환할 수 있다.
여기서, 도 1a에 도시된 표시 패널 만을 자세하게 설명한다. 당업자라면, 도 1b에 도시된 표시 패널의 응집층 또한 상술한 특징을 갖는다는 것을 알 것이다.
또한, 본 발명에 의해 제공된 표시 장치는 휴대폰, 노트북, 카메라, 비디오 카메라, 음악 플레이어, 내비게이션 시스템 또는 텔레비젼과 같은 영상을 표시하는 전자 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은 그의 바람직한 실시양태에 관련하여 설명되었으나, 이후의 특허청구범위에 청구된 바와 같이 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 한 다른 다수의 가능한 변형과 변이가 실시될 수 있음을 이해할 것이다.
11: 제1 기판
12: 박막 트랜지스터 층
21: 제2 기판
22: 컬러 필터층

Claims (8)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제2 기판 상에 배치되고 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 차폐 패턴; 및
    상기 제2 기판과 대면하는 상기 제1 기판의 일측면 상에 배치된 제1 응집층을 포함하고,
    상기 제1 영역의 투과율은 상기 제2 영역의 투과율보다 더 크며, 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 제2 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도보다 더 큰, 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차폐 패턴의 제1 영역의 투과율이 30~100%이거나, 또는 상기 차폐 패턴의 제2 영역의 투과율이 0~20%인 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차폐 패턴의 제1 영역이 개구 영역에 상응하고, 상기 차폐 패턴의 제2 영역이 차폐 영역에 상응하는 표시 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차폐 패턴이 블랙 매트릭스층 또는 패턴화된 금속층인 표시 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판에 대면하는 상기 제2 기판의 일측면 상에 배치된 제2 응집층을 더 포함하고, 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 상기 제2 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 제2 영역에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 큰, 표시 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 제1 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 제2 응집층의 조도보다 더 큰, 표시 패널.
  7. 제6항에 있어서, 상기 차폐 패턴의 제1 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도는 상기 차폐 패턴의 제2 영역에 상응하는 제1 응집층 또는 제2 응집층의 조도의 5~12배인 표시 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 응집층은 상응하는 개구 영역 및 상응하는 차폐 영역을 포함하고, 상기 상응하는 개구 영역 및 상기 상응하는 차폐 영역은 상기 차폐 패턴의 제1 영역 및 제2 영역에 각각 상응하며, 상기 차폐 패턴의 제1 영역의 폭이 α이고, 상기 제1 응집층의 상응하는 개구 영역의 폭이 β이며, 상기 액정층의 두께가 D이고, α,β 및 D는 하기 방정식(I)을 만족하는, 표시 패널:
    0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D - 4.2987 < β< 0.0002α2 + 0.9888α+ 1.637D + 11.5657 (I).
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