KR20160086009A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정을 단순화할 수 있는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 상기 화소 전극과 미세 공간을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있는 지붕층, 상기 미세 공간에 위치하는 액정층, 및 상기 지붕층 위에 위치하고, 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하고, 상기 지붕층은 L자형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정을 단순화할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치를 구성하는 두 장의 표시판은 박막 트랜지스터 표시판과 대향 표시판으로 이루어질 수 있다. 박막 트랜지스터 표시판에는 게이트 신호를 전송하는 게이트선과 데이터 신호를 전송하는 데이터선이 서로 교차하여 형성되고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성될 수 있다. 대향 표시판에는 차광부재, 색 필터, 공통 전극 등이 형성될 수 있다. 경우에 따라 차광 부재, 색 필터, 공통 전극이 박막 트랜지스터 표시판에 형성될 수도 있다.
그러나, 종래의 액정 표시 장치에서는 두 장의 기판이 필수적으로 사용되고, 두 장의 기판 위에 각각의 구성 요소들을 형성함으로써, 표시 장치가 무겁고, 두꺼우며, 비용이 많이 들고, 공정 시간이 오래 걸리는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 하나의 기판을 이용하여 표시 장치를 제조함으로써, 무게, 두께, 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 공정을 단순화할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 상기 화소 전극과 미세 공간을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있는 지붕층, 상기 미세 공간에 위치하는 액정층, 및 상기 지붕층 위에 위치하고, 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하고, 상기 지붕층은 L자형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 장치는 복수의 미세 공간 및 복수의 지붕층을 포함할 수 있다.
상기 복수의 지붕층의 개수는 상기 복수의 미세 공간의 개수와 동일할 수 있다.
상기 지붕층은 상기 미세 공간의 일 측면을 덮고 있는 기둥부, 상기 미세 공간의 상부면을 덮고 있는 천장부, 및 상기 기둥부와 상기 천장부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 지붕층은 서로 인접하는 제1 지붕층 및 제2 지붕층을 포함하고, 상기 미세 공간의 일 측면 및 상부면은 상기 제1 지붕층에 의해 덮여 있고, 상기 미세 공간의 타 측면은 상기 제2 지붕층에 의해 덮여 있을 수 있다.
상기 제1 지붕층과 상기 제2 지붕층 사이에 위치하는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 지붕층과 상기 제2 지붕층은 상기 공통 전극을 사이에 두고 서로 접할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 지붕층의 상기 천장부의 상부면, 하부면, 및 측면과 상기 연결부의 상부면 및 측면 위에 위치할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 제1 지붕층 위에 위치하는 제1 공통 전극 및 상기 제2 지붕층 위에 위치하는 제2 공통 전극을 포함하고, 상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극은 연결될 수 있다.
상기 연결부의 폭은 상기 기둥부의 폭보다 좁을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 복수의 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 복수의 화소 전극 사이에 유기막을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 및 상기 유기막 위에 배향막을 형성하는 단계, 상기 유기막을 구부려서, 상기 화소 전극과 미세 공간을 사이에 두고 이격되는 지붕층을 형성하는 단계, 상기 미세 공간 내부로 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계, 및 상기 미세 공간이 노출된 부분을 덮도록 덮개막을 형성하여 미세 공간을 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기막의 측면에 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 홈은 V자형으로 이루어질 수 있다.
상기 배향막은 상기 홈 내부에 위치할 수 있다.
상기 유기막을 구부리는 단계에서, 200도 이상 250도 이하의 열 처리 공정을 진행하여 상기 유기막을 구부릴 수 있다.
상기 유기막을 형성하는 단계에서, 상기 유기막은 상기 화소 전극 위에 더 형성되고, 상기 유기막은 상기 화소 전극과 중첩하는 부분에서 제1 두께를 가지고, 상기 화소 전극과 비중첩하는 부분에서 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가질 수 있다.
상기 유기막을 형성한 후, 상기 제2 두께를 가지는 상기 유기막의 부분 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 두께를 가지는 상기 유기막의 부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 두께를 가지는 상기 유기막의 부분은 하부 영역 및 상부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역의 폭은 상기 하부 영역의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 하부 영역의 높이는 상기 미세 공간의 높이에 대응할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치 및 그 제조 방법은 하나의 기판을 이용하여 표시 장치를 제조함으로써, 무게, 두께, 비용 및 공정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 유기막을 형성한 후 이를 구부려서 지붕층을 형성함으로써, 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 배치도이다.
도 4는 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 V-V선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 나타낸 공정 단면도이다.
이하에서 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.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어진 기판(110)을 포함한다.
기판(110) 위에는 지붕층(360)에 의해 덮여있는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 기판(110) 위에는 복수의 지붕층(360)이 형성되어 있다. 행 방향으로 인접하는 지붕층(360)은 서로 접하고, 열 방향으로 인접하는 지붕층(360)은 서로 떨어져 있다. 하나의 지붕층(360) 아래에는 하나의 미세 공간(305)이 형성되어 있다.
미세 공간(305)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 열 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 제1 골짜기(V1)가 위치하고 있고, 행 방향으로 인접한 미세 공간(305)들 사이에는 제2 골짜기(V2)가 위치하고 있다.
열 방향으로 인접하는 지붕층(360) 사이에는 제1 골짜기(V1)가 위치한다. 제1 골짜기(V1)와 접하는 부분에서 미세 공간(305)은 지붕층(360)에 의해 덮여있지 않고, 외부로 노출될 수 있다. 이를 주입구(307a, 307b)라 한다.
주입구(307a, 307b)는 미세 공간(305)의 양측 가장자리에 형성되어 있다. 주입구(307a, 307b)는 제1 주입구(307a)와 제2 주입구(307b)로 이루어지고, 제1 주입구(307a)는 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면을 노출시키도록 형성되고, 제2 주입구(307b)는 미세 공간(305)의 제2 가장자리의 측면을 노출시키도록 형성된다. 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면과 제2 가장자리의 측면은 서로 마주본다.
각 지붕층(360)은 인접한 제2 골짜기(V2)들 사이에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어, 미세 공간(305)을 형성한다. 즉, 지붕층(360)은 주입구(307a, 307b)가 형성되어 있는 제1 가장자리 및 제2 가장자리의 측면을 제외한 나머지 측면들을 덮도록 형성되어 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구조는 예시에 불과하며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 미세 공간(305), 제1 골짜기(V1), 및 제2 골짜기(V2)의 배치 형태의 변경이 가능하고, 복수의 지붕층(360)이 제1 골짜기(V1)에서 서로 연결될 수도 있으며, 각 지붕층(360)의 일부가 제2 골짜기(V2)에서 기판(110)으로부터 떨어지도록 형성되어 인접한 미세 공간(305)이 서로 연결될 수도 있다.
이하에서 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171h, 171l)과 이에 연결되어 있는 화소(PX)를 포함한다. 도시는 생략하였으나, 복수의 화소(PX)가 복수의 화소 행과 복수의 화소 열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
각 화소(PX)는 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)를 포함할 수 있다. 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)은 상하로 배치될 수 있다. 이때, 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb) 사이에는 화소 행 방향을 따라서 제1 골짜기(V1)가 위치할 수 있고, 복수의 화소 열 사이에는 제2 골짜기(V2)가 위치할 수 있다.
신호선(121, 171h, 171l)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(121), 서로 다른 데이터 전압을 전달하는 제1 데이터선(171h) 및 제2 데이터선(171l)을 포함한다.
게이트선(121) 및 제1 데이터선(171h)에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터(Qh)가 형성되어 있고, 게이트선(121) 및 제2 데이터선(171l)에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터(Ql)가 형성되어 있다.
제1 부화소(PXa)에는 제1 박막 트랜지스터(Qh)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clch)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 박막 트랜지스터(Ql)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcl)가 형성되어 있다.
제1 박막 트랜지스터(Qh)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제1 데이터선(171h)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clch)에 연결되어 있다.
제2 박막 트랜지스터(Ql)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 데이터선(171l)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면, 이에 연결된 제1 박막 트랜지스터(Qh)와 제2 박막 트랜지스터(Ql)가 턴 온 상태가 되고, 제1 및 제2 데이터선(171h, 171l)을 통해 전달된 서로 다른 데이터 전압에 의해 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)가 충전된다. 제2 데이터선(171l)에 의해 전달되는 데이터 전압은 제1 데이터선(171h)에 의해 전달되는 데이터 전압보다 낮다. 따라서, 제2 액정 축전기(Clcl)는 제1 액정 축전기(Clch)보다 낮은 전압으로 충전되도록 하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 두 개의 부화소(PXa, PXb)에 상이한 전압을 인가하기 위한 박막 트랜지스터들의 배치 설계는 다양하게 변경이 가능하다. 또한, 화소(PX)가 두 개 이상의 부화소들을 포함하거나, 단일의 화소로 이루어질 수도 있다.
이하에서 도 3 내지 도 5를 더욱 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 배치도이고, 도 4는 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이며, 도 5는 V-V선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 기판(110) 위에 게이트선(121, gate line) 및 게이트선(121)으로부터 돌출되는 제1 게이트 전극(124h, first gate electrode) 및 제2 게이트 전극(124l, second gate electrode)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 제1 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 게이트선(121)은 열 방향으로 인접하는 두 개의 미세 공간(305) 사이에 위치한다. 즉, 게이트선(121)은 제1 골짜기(V1)에 위치한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 평면도 상에서 게이트선(121)의 상측으로 돌출되어 있다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)의 돌출 형태는 다양하게 변형이 가능하다.
기판(110) 위에는 유지 전극선(131) 및 유지 전극선(131)으로부터 돌출되는 유지 전극(133, 135)이 더 형성될 수 있다.
유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 나란한 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121)과 이격되도록 형성된다. 유지 전극선(131)에는 일정한 전압이 인가될 수 있다. 유지 전극선(131)의 위로 돌출되는 유지 전극(133)은 제1 부화소(PXa)의 가장자리를 둘러싸도록 형성된다. 유지 전극선(131)의 아래로 돌출되는 유지 전극(135)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)과 인접하도록 형성된다.
게이트선(121), 제1 게이트 전극(124h), 제2 게이트 전극(124l), 유지 전극선(131), 및 유지 전극(133, 135) 위에는 게이트 절연막(140, gate insulating layer)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154h, first semiconductor) 및 제2 반도체(154l, second semiconductor)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154h)는 제1 게이트 전극(124h) 위에 위치할 수 있고, 제2 반도체(154l)는 제2 게이트 전극(124l) 위에 위치할 수 있다. 제1 반도체(154h)는 제1 데이터선(171h)의 아래에도 형성될 수 있고, 제2 반도체(154l)는 제2 데이터선(171l)의 아래에도 형성될 수 있다. 제1 반도체(154h) 및 제2 반도체(154l)는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 반도체(154h) 및 제2 반도체(154l) 위에는 각각 저항성 접촉 부재(ohmic contact member)(도시하지 않음)가 더 형성될 수 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
제1 반도체(154h), 제2 반도체(154l), 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 데이터선(171h, first data line), 제2 데이터선(171l, second data line), 제1 소스 전극(173h, first source electrode), 제1 드레인 전극(175h, first drain electrode), 제2 소스 전극(173l, second electrode), 및 제2 드레인 전극(175l, second electrode)이 형성되어 있다.
제1 데이터선(171h) 및 제2 데이터선(171l)은 데이터 신호를 전달하며 제2 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 데이터선(171)은 행 방향으로 인접하는 두 개의 미세 공간(305) 사이에 위치한다. 즉, 데이터선(171)은 제2 골짜기(V2)에 위치한다.
제1 데이터선(171h)과 제2 데이터선(171l)는 서로 다른 데이터 전압을 전달한다. 예를 들면, 제2 데이터선(171l)에 의해 전달되는 데이터 전압은 제1 데이터선(171h)에 의해 전달되는 데이터 전압보다 낮다.
제1 소스 전극(173h)은 제1 데이터선(171h)으로부터 제1 게이트 전극(124h) 위로 돌출되도록 형성되고, 제2 소스 전극(173l)은 제2 데이터선(171l)으로부터 제2 게이트 전극(124l) 위로 돌출되도록 형성되어 있다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 끝 부분은 유지 전극선(131)의 아래로 돌출되어 있는 유지 전극(135)과 중첩하고 있다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)의 막대형 끝 부분은 각각 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)에 의해 일부 둘러싸여 있다.
제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l), 제1 및 제2 소스 전극(173h, 173l), 제1 및 제2 드레인 전극(175h, 175l)은 제1 및 제2 반도체(154h, 154l)와 함께 각각 제1 및 제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qh, Ql)를 이룬다. 이때, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극(173h, 173l)과 각 드레인 전극(175h, 175l) 사이의 각 반도체(154h, 154l)에 형성되어 있다.
제1 데이터선(171h), 제2 데이터선(171l), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이로 노출되어 있는 제1 반도체(154h), 제2 소스 전극(173l), 제2 드레인 전극(175l), 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이로 노출되어 있는 제2 반도체(154l) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 각 화소(PX) 내에 색 필터(230)가 형성되어 있다.
각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색 필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다. 색 필터(230)는 제1 골짜기(V1) 및/또는 제2 골짜기(V2)에는 형성되지 않을 수 있다.
이웃하는 색 필터(230) 사이의 영역에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소(PX)의 경계부와 박막 트랜지스터(Qh, Ql) 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다. 즉, 차광 부재(220)는 제1 골짜기(V1) 및 제2 골짜기(V2)에 형성될 수 있다. 색 필터(230)와 차광 부재(220)는 일부 영역에서 서로 중첩될 수도 있다.
색 필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 제1 절연층(240)이 더 형성될 수 있다. 제1 절연층(240)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 색 필터(230) 및 차광 부재(220)의 상부면을 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 제1 절연층(240)은 유지 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수도 있다. 제1 절연층(240)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
보호막(180) 및 제1 절연층(240)에는 제1 드레인 전극(175h)의 넓은 끝 부분을 드러내는 제1 접촉 구멍(181h)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 끝 부분을 드러내는 제2 접촉 구멍(181l)이 형성되어 있다.
제1 절연층(240) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 사이에 두고 서로 분리되어 있는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함한다. 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 중심으로 화소(PX)의 위와 아래에 배치되어 있다. 즉, 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)은 제1 골짜기(V1)를 사이에 두고 분리되어 있으며, 제1 부화소 전극(191h)은 제1 부화소(PXa)에 위치하고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 부화소(PXb)에 위치한다.
제1 부화소 전극(191h)은 제1 접촉 구멍(181h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 접촉 구멍(181l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있다. 따라서, 제1 박막 트랜지스터(Qh) 및 제2 박막 트랜지스터(Ql)가 온 상태일 때 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 서로 다른 데이터 전압을 인가 받게 된다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각의 전체적인 모양은 사각형이며 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각은 가로 줄기부(193h, 193l), 가로 줄기부(193h, 193l)와 교차하는 세로 줄기부(192h, 192l)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한, 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 복수의 미세 가지부(194h, 194l)를 포함한다.
화소 전극(191)은 가로 줄기부(193h, 193l)와 세로 줄기부(192h, 192l)에 의해 4개의 부영역으로 나뉘어진다. 미세 가지부(194h, 194l)는 가로 줄기부(193h, 193l) 및 세로 줄기부(192h, 192l)로부터 비스듬하게 뻗어 있으며 그 뻗는 방향은 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193h, 193l)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룰 수 있다. 또한 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194h, 194l)가 뻗어 있는 방향은 서로 직교할 수 있다.
본 실시예에서 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)의 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함할 수 있다.
상기에서 설명한 화소의 배치 형태, 박막 트랜지스터의 구조 및 화소 전극의 형상은 하나의 예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 다양한 변형이 가능하다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 지붕층(360)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 지붕층(360) 사이에는 미세 공간(microcavity, 305)이 위치한다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있다. 복수의 미세 공간(305)과 복수의 지붕층(360)이 형성되어 있으며, 하나의 지붕층(360) 아래에는 하나의 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 즉, 복수의 지붕층(360)의 개수는 복수의 미세 공간(305)의 개수와 동일하다.
지붕층(360)은 한 번 꺾어진 막대 형상, 즉 L자형으로 이루어진다. 지붕층(360)은 미세 공간(305)의 일 측면을 덮고 있는 기둥부(364), 미세 공간(305)의 상부면을 덮고 있는 천장부(366), 및 기둥부(364)와 천장부(366)를 연결하는 연결부(368)를 포함한다. 기둥부(364)와 연결부(368)는 제2 골짜기(V2)에 위치하며, 인접한 화소 전극(191) 사이에 위치한다. 천장부(366)는 화소 영역(PX)에 위치하며, 화소 전극(191)과 중첩한다.
인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)의 천장부(366)는 다른 하나의 지붕층(360)의 연결부(368)와 접하고 있다. 하나의 미세 공간(305)은 두 개의 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있다. 도 11의 중앙에 위치하는 미세 공간(305)을 살펴보면, 미세 공간(305)의 좌측면 및 상부면을 하나의 지붕층(360)이 덮고 있고, 미세 공간(305)의 우측면을 다른 하나의 지붕층(360)이 덮고 있다. 즉, 미세 공간(305)의 일 측면 및 상부면은 서로 인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)에 의해 덮여 있고, 미세 공간(305)의 타 측면은 다른 하나의 지붕층(360)에 의해 덮여 있다.
지붕층(360)은 유기 물질로 이루어질 수 있으며, 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(305)의 형상을 유지시키는 역할을 할 수 있다.
지붕층(360)은 미세 공간(305)의 가장자리의 측면의 일부를 덮지 않도록 형성되며, 미세 공간(305)이 지붕층(360)에 의해 덮여있지 않은 부분을 주입구(307a, 307b)라 한다. 주입구(307a, 307b)는 미세 공간(305)의 제1 가장자리의 측면을 노출시키는 제1 주입구(307a) 및 미세 공간(305)의 제2 가장자리의 측면의 노출시키는 제2 주입구(307b)를 포함한다. 제1 가장자리와 제2 가장자리는 서로 마주보는 가장자리로써, 예를 들면, 평면도 상에서 제1 가장자리가 미세 공간(305)의 상측 가장자리이고, 제2 가장자리가 미세 공간(305)의 하측 가장자리일 수 있다. 표시 장치의 제조 과정에서 주입구(307a, 307b)에 의해 미세 공간(305)이 노출되므로, 주입구(307a, 307b)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
서로 인접한 두 개의 지붕층(360) 사이에는 공통 전극(270)이 위치한다. 인접한 두 개의 지붕층(360)은 공통 전극(270)을 사이에 두고 서로 접하고 있다. 인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360) 위에 위치하는 공통 전극(270)은 다른 하나의 지붕층(360) 위에 위치하는 공통 전극(270)과 연결되어 있다. 공통 전극(270)은 지붕층(360)의 천장부(366)의 상부면, 하부면, 및 측면 위에 위치하고, 지붕층(360)의 연결부(368)의 상부면 및 측면 위에 위치한다. 미세 공간(305)은 공통 전극(270) 아래에 위치한다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 절연막을 사이에 두고 형성될 수도 있다. 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 중 어느 하나는 면형(planar shape)으로 이루어지고, 다른 하나는 막대 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 공통 전극(270)과 화소 전극(191)이 동일한 층에 형성될 수 있으며, 막대 형상의 공통 전극(270)과 막대 형상의 화소 전극(191)이 번갈아 배치될 수 있다. 이때, 미세 공간(305)은 공통 전극(270) 위에 형성될 수 있다.
공통 전극(270)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 공통 전극(270)에는 일정한 전압이 인가될 수 있고, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성될 수 있다.
화소 전극(191) 위와 공통 전극(270) 아래에는 배향막(11, 21)이 형성되어 있다.
배향막(11, 21)은 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)을 포함한다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수직 배향막 또는 수평 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 미세 공간(305)의 가장자리의 측벽에서 연결될 수 있다.
제1 배향막(11)은 화소 전극(191) 위에 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 제1 절연층(240) 바로 위에도 형성될 수 있다.
제2 배향막(21)은 제1 배향막(11)과 마주보도록 공통 전극(270) 아래에 형성되어 있다.
화소 전극(191)과 지붕층(360) 사이에 위치한 미세 공간(305) 내에는 액정 분자(310)들로 이루어진 액정층이 형성되어 있다. 액정 분자(310)들은 음의 유전율 이방성 또는 양의 유전율 이방성을 가진다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 미세 공간(305) 내에 위치한 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(310)의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
공통 전극(270) 위에는 덮개막(390)이 형성되어 있다. 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 주입구(307a, 307b)를 덮도록 형성된다. 즉, 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 내부에 형성되어 있는 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(305)을 밀봉할 수 있다. 덮개막(390)은 액정 분자(310)와 접촉하게 되므로, 액정 분자(310)과 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 덮개막(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
덮개막(390)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 덮개막(390)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 덮개막(390) 위에 부착될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 아울러, 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여 설명한다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 기판(110) 위에 제1 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)으로부터 돌출되는 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 형성한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룰 수 있다.
또한, 게이트선(121)과 이격되도록 유지 전극선(131) 및 유지 전극선(131)으로부터 돌출되는 유지 전극(133, 135)을 함께 형성할 수 있다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 나란한 방향으로 뻗어 있다. 유지 전극선(131)의 위로 돌출되는 유지 전극(133)은 제1 부화소(PXa)의 가장자리를 둘러싸도록 형성하고, 유지 전극선(131)의 아래로 돌출되는 유지 전극(135)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)과 인접하도록 형성할 수 있다.
이어, 게이트선(121), 제1 게이트 전극(124h), 제2 게이트 전극(124l), 유지 전극선(131), 및 유지 전극(133,135) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질을 이용하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
이어, 게이트 절연막(140) 위에 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등과 같은 반도체 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 제1 반도체(154h) 및 제2 반도체(154l)를 형성한다. 제1 반도체(154h)는 제1 게이트 전극(124h) 위에 위치하도록 형성하고, 제2 반도체(154l)는 제2 게이트 전극(124l) 위에 위치하도록 형성할 수 있다.
이어, 금속 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 제2 방향으로 뻗어 있는 제1 데이터선(171h) 및 제2 데이터선(171l)을 형성한다. 금속 물질은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 데이터선(171h)으로부터 제1 게이트 전극(124h) 위로 돌출되는 제1 소스 전극(173h) 및 제1 소스 전극(173h)과 이격되는 제1 드레인 전극(175h)을 함께 형성한다. 또한, 제2 데이터선(171l)으로부터 제2 게이트 전극(124l) 위로 돌출되는 제2 소스 전극(173l) 및 제2 소스 전극(173l)과 이격되는 제2 드레인 전극(175l)을 함께 형성한다.
반도체 물질과 금속 물질을 연속으로 증착한 후 이를 동시에 패터닝하여 제1 및 제2 반도체(154h, 154l), 제1 및 제2 데이터선(171h, 171l), 제1 및 제2 소스 전극(173h, 173l), 및 제1 및 제2 드레인 전극(175h, 175l)을 형성할 수도 있다. 이때, 제1 반도체(154h)는 제1 데이터선(171h)의 아래에도 형성되고, 제2 반도체(154l)는 제2 데이터선(171l)의 아래에도 형성된다.
제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l), 제1 및 제2 소스 전극(173h, 173l), 제1 및 제2 드레인 전극(175h, 175l)은 제1 및 제2 반도체(154h, 154l)와 함께 각각 제1 및 제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qh, Ql)를 구성한다.
이어, 제1 데이터선(171h), 제2 데이터선(171l), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이로 노출되어 있는 제1 반도체(154h), 제2 소스 전극(173l), 제2 드레인 전극(175l), 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이로 노출되어 있는 제2 반도체(154l) 위에 보호막(180)을 형성한다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 형성할 수 있고, 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
이어, 보호막(180) 위에 색 필터(230)를 형성한다. 색 필터(230)는 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb) 내에 형성하고, 제1 골짜기(V1)에는 형성하지 않을 수 있다. 복수의 화소 영역(PX)의 열 방향을 따라 동일한 색의 색 필터(230)를 형성할 수 있다. 세 가지 색의 색 필터(230)를 형성하는 경우 제1 색의 색 필터(230)를 먼저 형성하고, 마스크를 쉬프트 시켜 제2 색의 색 필터(230)를 형성하고, 마스크를 쉬프트 시켜 제3 색의 색 필터(230)를 형성할 수 있다.
이어, 광을 차단할 수 있는 물질을 이용하여 보호막(180) 위의 각 화소(PX)의 경계부 및 스위칭 소자 위에 차광 부재(220)를 형성한다.
차광 부재(220)는 제1 골짜기(V1) 및 제2 골짜기(V2)에 위치한다. 제1 골짜기(V1)에는 박막 트랜지스터(Qh, Ql)가 위치하고, 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터(Qh, Ql)와 중첩하도록 형성되어 있다. 나아가 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전극선(131), 데이터선(171)과 중첩하도록 형성할 수 있다.
이어, 색 필터(230) 및 차광 부재(220) 위에 제1 절연층(240)을 형성한다.
보호막(180) 및 제1 절연층(240)을 패터닝하여 제1 드레인 전극(175h)의 적어도 일부를 노출시키도록 제1 접촉 구멍(181h)을 형성하고, 제2 드레인 전극(175l)의 적어도 일부를 노출시키도록 제2 접촉 구멍(181l)을 형성한다.
제1 절연층(240) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 화소 영역(PX) 내에 화소 전극(191)을 형성한다. 화소 전극(191)은 제1 부화소(PXa) 내에 위치하는 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소(PXb) 내에 위치하는 제2 부화소 전극(191l)을 포함한다. 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)은 제1 골짜기(V1)를 사이에 두고 분리되도록 위치할 수 있다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각에 가로 줄기부(193h, 193l), 가로 줄기부(193h, 193l)와 교차하는 세로 줄기부(192h, 192l)를 형성한다. 또한, 가로 줄기부(193h, 193l) 및 세로 줄기부(192h, 192l)로부터 비스듬하게 뻗어있는 복수의 미세 가지부(194h, 194l)를 형성한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 화소 전극(191) 및 제1 절연층(240) 위에 유기 물질을 도포하여, 유기막(360a)을 형성한다.
유기막(360a)은 화소 전극(191)과 중첩하는 부분에서 제1 두께를 가지고, 화소 전극(191)과 비중첩하는 부분에서 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가진다. 유기막(360a)은 제2 골짜기(V2)에서 제2 두께로 이루어진다. 유기막(360a)은 제1 골짜기(V1)에는 형성되지 않는다.
유기막(360a)의 측면에는 적어도 하나의 홈(362)이 형성되어 있다. 하나의 유기막(360a)에는 하나의 홈(362)이 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이 3개의 홈(362)이 형성될 수도 있다. 하나의 유기막(360a)에 5개 이상의 홈(362)이 형성될 수도 있으며, 하나의 유기막(360a)에 형성되는 홈(362)의 개수는 홀수로 이루어질 수 있다.
홈(362)은 유기막(360a)의 일 측면에만 형성되어 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 유기막(360a)의 좌측면에는 홈(362)이 형성되어 있지 않고, 우측면에만 홈(362)이 형성되어 있다. 홈(362)의 단면 형상은 V자형으로 이루어질 수 있다.
이처럼 홈(362)이 형성되어 있는 유기막(360a)을 형성하는 방법은 다양하다. 예를 들면, 스테레오 리소그래피(stereo lithography), 마이크로 레이져 소결법, 마이크로 3D 프린팅 등의 기술을 이용하여 일 측면에만 홈(362)이 형성되어 있는 유기막(360a)을 형성할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 유기막(360a) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 산화물을 증착하고, 이를 패터닝하여 공통 전극(270)을 형성한다. 공통 전극(270)은 제2 두께를 가지는 유기막(360a)의 부분 위에만 형성된다.
이어, 제1 두께를 가지는 유기막(360a)의 부분을 제거한다.
상기에서 공통 전극(270)은 유기막(360a) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 공통 전극(270)은 유기막(360a)을 형성하는 공정 이전에 형성될 수도 있다. 즉, 공통 전극(270)이 유기막(360a) 아래에 위치할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 화소 전극(191) 및 유기막(360a) 위에 배향막(11, 21)을 형성한다. 배향막(11, 21)은 폴리 이미드(Polyimide)를 주성분으로 포함할 수 있다. 폴리 이미드(Polyimide)는 고온에서 수축하는 성질을 가지고 있다.
배향막(11, 21)은 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)을 포함한다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191) 위에 위치한다. 제2 배향막(21)은 유기막(360a)의 측면 위에 위치하고, 상부면 위에는 형성되지 않는다.
배향막(11, 21)은 홈(362) 내부에도 위치할 수 있다. 배향막(11, 21)은 홈(362)이 형성된 부분에 주변보다 많은 폴리 이미드가 모이게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 열 처리 공정을 진행하여 배향막(11, 21)을 건조시킨다. 열 처리 공정은 200도 이상 250도 이하에서 이루어질 수 있다. 열 처리 공정에 의해 배향막(11, 21)은 수축하게 되고, 기판(110)에 대해 수직한 방향으로 서 있던 유기막(360a)이 기울어지게 된다. 이때, 홈(362)이 형성된 부분에서 구부러짐이 발생한다.
이처럼 열 처리 공정에 의해 유기막(360a)을 구부려서, 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되는 지붕층(360)을 형성한다. 화소 전극(191)과 지붕층(360) 사이에는 미세 공간(microcavity, 305)이 위치한다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있다. 복수의 미세 공간(305)과 복수의 지붕층(360)이 형성되어 있으며, 하나의 지붕층(360) 아래에는 하나의 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 즉, 복수의 지붕층(360)의 개수는 복수의 미세 공간(305)의 개수와 동일하다.
지붕층(360)은 한 번 꺾어진 막대 형상, 즉 L자형으로 이루어진다. 지붕층(360)은 미세 공간(305)의 일 측면을 덮고 있는 기둥부(364), 미세 공간(305)의 상부면을 덮고 있는 천장부(366), 및 기둥부(364)와 천장부(366)를 연결하는 연결부(368)를 포함한다. 기둥부(364)와 연결부(368)는 제2 골짜기(V2)에 위치하며, 인접한 화소 전극(191) 사이에 위치한다. 천장부(366)는 화소 영역(PX)에 위치하며, 화소 전극(191)과 중첩한다.
기판(110)에 대해 수직 방향으로 서 있던 유기막(360a)이 구부러지면서 인접한 유기막(360a)이 서로 접하게 된다. 인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)의 천장부(366)는 다른 하나의 지붕층(360)의 연결부(368)와 접하고 있다. 하나의 미세 공간(305)은 두 개의 지붕층(360)에 의해 둘러싸여 있다. 도 11의 중앙에 위치하는 미세 공간(305)을 살펴보면, 미세 공간(305)의 좌측면 및 상부면을 하나의 지붕층(360)이 덮고 있고, 미세 공간(305)의 우측면을 다른 하나의 지붕층(360)이 덮고 있다. 즉, 미세 공간(305)의 일 측면 및 상부면은 서로 인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)에 의해 덮여 있고, 미세 공간(305)의 타 측면은 다른 하나의 지붕층(360)에 의해 덮여 있다.
지붕층(360)은 미세 공간(305)의 가장자리의 측면의 일부를 덮지 않도록 형성되며, 미세 공간(305)이 지붕층(360)에 의해 덮여있지 않은 부분을 주입구(307a, 307b)라 한다.
이어, 잉크젯 방식 또는 디스펜싱 방식으로 액정 물질을 기판(110) 위에 떨어뜨리면, 모세관력(capillary force)에 의해 액정 물질이 주입구(307a, 307b)를 통해 미세 공간(305) 내부로 주입된다. 따라서, 미세 공간(305) 내부에 액정 분자(310)들로 이루어진 액정층이 형성된다.
이어, 공통 전극(270) 위에 액정 분자(310)와 반응하지 않는 물질을 이용하여 덮개막(390)을 형성한다. 덮개막(390)은 주입구(307a, 307b)를 덮도록 형성되어, 미세 공간(305)의 내부에 형성되어 있는 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(305)을 밀봉한다.
이어, 도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에 편광판을 더 부착할 수 있다. 편광판은 제1 편광판과 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 기판(110)의 하부 면에 제1 편광판을 부착하고, 덮개막(390) 위에 제2 편광판을 부착할 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 12에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 지붕층의 형상이 앞선 실시예와 일부 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
앞선 실시예에서와 마찬가지로, 기판(110) 위에는 지붕층(360)에 의해 덮여 있는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 지붕층(360)은 L자형으로 이루어지고, 미세 공간(305)의 일 측면을 덮고 있는 기둥부(364), 미세 공간(305)의 상부면을 덮고 있는 천장부(366), 및 기둥부(364)와 천장부(366)를 연결하는 연결부(368)를 포함한다.
앞선 실시예에서는 지붕층(360)의 기둥부(364)의 폭이 지붕층(360)의 연결부(368)의 폭과 실질적으로 동일하고, 지붕층(360)의 기둥부(364)와 연결부(368)의 폭은 천장부(366)의 두께와 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서는 지붕층(360)의 연결부(368)의 폭은 기둥부(364)의 폭보다 좁고, 지붕층(360)의 연결부(368)의 폭은 천장부(366)의 두께와 실질적으로 동일하다. 지붕층(360)의 기둥부(364)의 폭은 천장부(366)의 두께보다 크다.
따라서, 지붕층(360)의 기둥부(364)와 연결부(368)는 계단형으로 이루어진다. 인접한 두 개의 지붕층(360)은 서로 접하고 있다. 인접한 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)의 천장부(366)는 다른 하나의 지붕층(360)의 연결부(368) 및 기둥부(364)와 접하고 있다. 이때, 두 개의 지붕층(360) 중 어느 하나의 지붕층(360)의 천장부(366)의 가장자리는 다른 하나의 지붕층(360)의 기둥부(364) 위에 위치하게 된다. 즉, 지붕층(360)의 기둥부(364)는 인접한 지붕층(360)의 천장부(366)를 지지하게 된다.
이러한 표시 장치를 제조하는 공정에서는 유기막의 형상을 조절함으로써, 지붕층의 형상을 결정할 수 있다.
이하에서는 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 제조하는 공정에서 형성되는 유기막의 형상에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 나타낸 공정 단면도이다. 도 13은 화소 전극 및 제1 절연층 위에 유기 물질을 도포하여 유기막을 형성하는 단계를 도시하고 있다.
유기막(360a)은 화소 전극(191)과 중첩하는 부분에서 제1 두께를 가지고, 화소 전극(191)과 비중첩하는 부분에서 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가진다. 유기막(360a)은 제2 골짜기(V2)에서 제2 두께로 이루어진다. 유기막(360a)은 제1 골짜기(V1)에는 형성되지 않는다. 유기막(360a)의 측면에는 적어도 하나의 홈(362)이 형성되어 있다. 홈(362)은 유기막(360a)의 일 측면에만 형성되어 있으며, 홈(362)의 단면 형상은 V자형으로 이루어질 수 있다.
제2 두께로 이루어지는 유기막(360a)의 부분은 하부 영역(360a1)과 상부 영역(360a2)을 포함한다. 상부 영역(360a2)의 폭은 하부 영역(360a1)의 폭보다 좁다. 따라서, 유기막(360a)의 측면은 계단형으로 이루어진다. 이때, 계단형으로 이루어지는 유기막(360a)의 측면은 홈(362)이 형성되어 있는 측면의 반대편에 위치한다. 즉, 유기막(360a)의 일 측면에는 홈(362)이 형성되어 있고, 타 측면은 계단형으로 이루어진다.
하부 영역(360a1)의 높이는 미세 공간(305)의 높이에 대응한다. 즉, 하부 영역(360a1)의 높이는 미세 공간(305)의 높이와 실질적으로 동일하다.
이후 단계에서 유기막(360a)을 구부려서 지붕층(360)을 형성하게 되며, 이 과정에서 유기막(360a)의 하부 영역(360a1)이 인접한 다른 유기막(360a)의 상부 영역(360a2)을 지지하게 된다. 따라서, 미세 공간(305)의 높이가 일정하게 유지될 수 있다.
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.
110: 기판 121: 게이트선
131: 유지 전극선 171: 데이터선
180: 보호막 191: 화소 전극
220: 차광 부재 230: 색 필터
305: 미세 공간 310: 액정 분자
360: 지붕층 362: 홈
364: 지붕층의 기둥부 366: 지붕층의 천장부
368: 지붕층의 연결부 360a: 유기막
360a1: 유기막의 하부 영역
360a2: 유기막의 상부 영역
390: 덮개막

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 상기 화소 전극과 미세 공간을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있는 지붕층,
    상기 미세 공간에 위치하는 액정층, 및
    상기 지붕층 위에 위치하고, 상기 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 포함하고,
    상기 지붕층은 L자형으로 이루어지는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 복수의 미세 공간 및 복수의 지붕층을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 지붕층의 개수는 상기 복수의 미세 공간의 개수와 동일한 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 지붕층은
    상기 미세 공간의 일 측면을 덮고 있는 기둥부,
    상기 미세 공간의 상부면을 덮고 있는 천장부, 및
    상기 기둥부와 상기 천장부를 연결하는 연결부를 포함하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 지붕층은 서로 인접하는 제1 지붕층 및 제2 지붕층을 포함하고,
    상기 미세 공간의 일 측면 및 상부면은 상기 제1 지붕층에 의해 덮여 있고, 상기 미세 공간의 타 측면은 상기 제2 지붕층에 의해 덮여 있는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 지붕층과 상기 제2 지붕층 사이에 위치하는 공통 전극을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 지붕층과 상기 제2 지붕층은 상기 공통 전극을 사이에 두고 서로 접하고 있는 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 지붕층의 상기 천장부의 상부면, 하부면, 및 측면과 상기 연결부의 상부면 및 측면 위에 위치하는 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 제1 지붕층 위에 위치하는 제1 공통 전극 및 상기 제2 지붕층 위에 위치하는 제2 공통 전극을 포함하고,
    상기 제1 공통 전극과 상기 제2 공통 전극은 연결되어 있는 표시 장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 연결부의 폭은 상기 기둥부의 폭보다 좁은 표시 장치.
  11. 기판 위에 복수의 화소 전극을 형성하는 단계,
    상기 복수의 화소 전극 사이에 유기막을 형성하는 단계,
    상기 화소 전극 및 상기 유기막 위에 배향막을 형성하는 단계,
    상기 유기막을 구부려서, 상기 화소 전극과 미세 공간을 사이에 두고 이격되는 지붕층을 형성하는 단계,
    상기 미세 공간 내부로 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계, 및
    상기 미세 공간이 노출된 부분을 덮도록 덮개막을 형성하여 미세 공간을 밀봉하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 유기막의 측면에 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 홈은 V자형으로 이루어지는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 배향막은 상기 홈 내부에 위치하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 유기막을 구부리는 단계에서,
    200도 이상 250도 이하의 열 처리 공정을 진행하여 상기 유기막을 구부리는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 유기막을 형성하는 단계에서,
    상기 유기막은 상기 화소 전극 위에 더 형성되고,
    상기 유기막은 상기 화소 전극과 중첩하는 부분에서 제1 두께를 가지고, 상기 화소 전극과 비중첩하는 부분에서 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 유기막을 형성한 후,
    상기 제2 두께를 가지는 상기 유기막의 부분 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 두께를 가지는 상기 유기막의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 두께를 가지는 상기 유기막의 부분은 하부 영역 및 상부 영역을 포함하고,
    상기 상부 영역의 폭은 상기 하부 영역의 폭보다 좁은 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 하부 영역의 높이는 상기 미세 공간의 높이에 대응하는 표시 장치의 제조 방법.
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