KR20160090450A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20160090450A
KR20160090450A KR1020150010083A KR20150010083A KR20160090450A KR 20160090450 A KR20160090450 A KR 20160090450A KR 1020150010083 A KR1020150010083 A KR 1020150010083A KR 20150010083 A KR20150010083 A KR 20150010083A KR 20160090450 A KR20160090450 A KR 20160090450A
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김시광
차태운
채승연
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터가 위치하는 기판, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 액정층을 포함하는 미세 공간을 사이에 두고 상기 화소 전극과 이격되게 위치하며 주입구를 포함하는 지붕층, 및 상기 주입구에 인접하여 마주보는 상기 미세 공간의 열 방향의 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 지지 부재를 포함하며, 상기 지지 부재에서 상기 미세 공간의 행 방향의 일측벽으로 상기 미세 공간의 하부면에 돌출되어 형성되어 있는 단차부를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 지지 부재에 의해 지붕층의 변형을 방지하면서도 지붕층에 형성된 단차부를 통해 배향 물질의 뭉침 현상이 발생하는 위치를 제어하며, 지지 부재가 위치한 부분의 액정 주입구의 폭을 좁게 형성하여 차광 부재가 차지하는 영역을 감소시킬 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 한 장의 기판으로 형성된 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 하부 패널(lower panel)과 상부 패널(upper panel) 사이에 액정층이 형성되어 있는 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)의 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가하여 전계(electric field)를 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 입사광의 편광을 조절하여 영상을 표시한다.
액정 표시 장치의 액정 표시 패널을 구성하는 두 패널은 박막 트랜지스터가 배열되어 있는 하부 패널과 이에 대향하는 상부 패널로 이루어질 수 있다. 하부 패널에는 게이트 신호를 전달하는 게이트선, 데이터 신호를 전달하는 데이터선, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성되어 있다. 상부 기판에는 차광 부재, 색필터, 공통 전극 등이 형성되어 있을 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 하부 패널에 형성될 수도 있다.
통상적인 액정 표시 장치에서는 하부 패널과 상부 패널을 위해 두 장의 기판(substrate)이 사용되고, 각각의 기판에 전술한 구성 요소를 형성하고 합착하는 공정이 필요하다. 그 결과 액정 표시 패널이 무겁고, 두꺼우며, 비용과 공정 시간 등에서 문제가 인식된다. 최근에는 하나의 기판 위에 터널 형태의 구조물을 형성하고 그 구조물 내부에 액정을 주입하여 표시 장치를 제작하는 기술이 개발되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 기판을 이용하여 제조되는 표시 장치에서 지지 부재의 위치 조정 및 지붕층의 일부에 형성된 단차부를 통해 배향 물질의 뭉침 위치를 제어할 수 있는 동시에 개구율이 향상될 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면, 박막 트랜지스터가 위치하는 기판, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 액정층을 포함하는 미세 공간을 사이에 두고 상기 화소 전극과 이격되게 위치하며 주입구를 포함하는 지붕층, 및 상기 주입구에 인접하여 마주보는 상기 미세 공간의 열 방향의 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 지지 부재를 포함하며, 상기 지지 부재에서 상기 미세 공간의 행 방향의 일측벽으로 상기 미세 공간의 하부면에 돌출되어 형성되어 있는 단차부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 지지 부재는 하나 또는 복수개 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상기 지지 부재보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상기 지지 부재와 동일한 폭의 선 형상으로 형성될 수 있다.
상기 단차부 및 지지 부재는 동일한 물질로 형성될 수 있다.
단차부 및 지지 부재는 상기 지붕층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지 부재는 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 화소 전극과 상기 미세 공간을 사이에 두고 상기 지붕층 아래에 형성되어 있는 공통 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막, 및 상기 공통 전극 아래에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 지붕층 위에 형성되며, 상기 주입구를 밀봉하는 덮개막을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 박막 트랜지스터가 위치하는 기판, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 액정층을 포함하는 미세 공간을 사이에 두고 상기 화소 전극과 이격되게 위치하며 주입구를 포함하는 지붕층, 상기 주입구에 인접하여 마주보는 상기 미세 공간의 열 방향의 양쪽 가장자리에서 상기 지붕층의 일부가 상기 주입구를 침범하며 연장되어 있는 연장부, 및 상기 연장부 아래에 형성되어 있는 지지 부재를 포함하며, 상기 지지 부재에서 상기 연장부의 행 방향 가장자리로 상기 연장부의 하부면에 돌출되어 형성되어 있는 단차부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 연장부의 행 방향의 폭은 상기 미세 공간의 행 방향의 폭보다 작게 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 지지 부재에 의해 지붕층의 변형을 방지하면서도 지붕층에 형성된 단차부를 통해 배향 물질의 뭉침 현상이 발생하는 위치를 제어할 수 있다.
또한, 지지 부재가 위치한 부분의 액정 주입구의 폭을 좁게 형성하여 차광 부재가 차지하는 영역을 감소시킬 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 자른 단면도이다.
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.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해서 개략적으로 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 편의상 도 1 및 도 2에는 일부 구성 요소만 도시되어 있으며, 도 1은 복수의 화소 영역을 기준으로 지지 부재의 형성 위치를 나타내고 있고, 도 2는 복수의 미세 공간을 기준으로 지지 부재의 형성 위치를 나타내고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 유리 또는 플라스틱 등과 같은 재료로 만들어진 기판(110), 기판(110) 위에 형성되어 있는 지붕층(360)을 포함한다.
기판(110)은 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 화소 행과 복수의 화소 열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 각 화소(PX)는 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)를 포함할 수 있다. 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)는 상하로 배치될 수 있다.
제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb) 사이에는 화소 행 방향을 따라서 제1 골짜기(V1)가 위치하고 있고, 복수의 화소 열 사이에는 제2 골짜기(V2)가 위치하고 있다.
지붕층(360)은 복수의 화소 행을 따라 형성될 수 있다. 이 때, 제1 골짜기(V1)에서는 지붕층(360)이 제거되어 지붕층(360)에 의해 덮여 있는 미세 공간(305)이 외부로 노출될 수 있도록 주입구(307)가 형성되어 있다.
각각의 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)는 하나의 주입구(307)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 부화소(PXa)의 하측변에 대응하여 주입구(307)가 형성되고, 제2 부화소(PXb)의 상측변에 대응하여 주입구(307)가 형성되어, 두 주입구(307)는 서로 마주보게 된다.
지붕층(360) 아래에는 주입구(307)와 인접하여 지지 부재(365)가 형성되어 있다. 지붕층(360) 아래에는 미세 공간(305)이 형성되어 있으며, 미세 공간(305)의 입구에 해당하는 주입구(307)에서 지붕층(360)이 아래로 처지는 현상이 발생할 우려가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서는 주입구(307)와 인접하여 지지 부재(365)가 형성되어 지붕층(360)을 지지하게 되므로, 주입구(307) 주변의 지붕층(360)의 처짐 현상을 방지할 수 있다.
지지 부재(365)는 미세 공간(305)의 가장자리에 형성된 주입구(307)의 중앙을 기준으로 일측으로 치우쳐져 형성될 수 있다.
지지 부재(365)는 서로 다른 두 개의 미세 공간(305)의 마주보는 가장자리에 각각 형성되어 있다. 복수의 미세 공간(305)은 복수의 행과 복수의 열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 예를 들면, 미세 공간(305)은 사각 형상으로 이루어질 수 있으며, 첫 번째 행의 미세 공간(305)의 하측 가장자리와 두 번째 행의 미세 공간(305)의 상측 가장자리가 서로 마주보게 된다. 이 때, 지지 부재(365)는 서로 마주 보는 첫 번째 행의 미세 공간(305)의 하측 가장자리와 두 번째 행의 미세 공간(305)의 상측 가장자리에 각각 형성된다.
주입구(307)는 각각의 미세 공간(305)의 서로 마주보는 두 개의 가장자리에 형성되어 있다. 예를 들면, 하나의 미세 공간(305)의 상측 가장자리와 하측 가장자리는 서로 마주보게 되며, 주입구(307)는 미세 공간(305)의 윗변과 아랫변에 각각 형성될 수 있다. 이 때, 지지 부재(365)는 각각의 미세 공간(305)의 서로 마주보는 두 개의 가장자리에 형성되어 있는 주입구 중 어느 하나의 주입구(307)에 인접하여 형성될 수 있다. 또한, 다른 하나의 주입구(307)에는 형성되지 않을 수 있다.
하나의 미세 공간(305)이 인접한 두 개의 화소 영역(PX)의 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)에 걸쳐 형성되는 경우에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 예를 들면, 하나의 미세 공간(305)은 하나의 화소 영역(PX)에 형성될 수도 있다.
이어서, 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 각각 도 1의 III-III 선 및 IV-IV 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(110), 복수의 게이트선(도시하지 않음), 복수의 반도체(154), 복수의 데이터선(171) 및 보호막(230)을 포함한다. 여기서, 보호막(230)은 색필터일 수 있으며, 색필터는 적색, 녹색, 청색 필터를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
보호막(180) 위에는 복수의 차광 부재(220) 및 제1 절연층(240)이 배치되어 있다. 제1 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제1 절연층(240)은 유기 물질로 이루어진 색필터(230) 및 차광 부재(220)를 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
차광 부재(220)는 각 데이터선(171)과 중첩되어 있다. 제1 절연층(240)은 차광 부재(220)를 덮고 있으며, 상부면이 평탄하게 되어 있다.
제1 절연층(240) 위에는 인듐-주석 산화물(ITO, Indiom Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질로 이루어진 화소 전극(191)이 배치되어 있고, 화소 전극(191) 위에는 제2 절연층(250)이 더 형성될 수 있다. 제2 절연층(250)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 절연층(250)은 화소 전극(191)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에는 미세 공간(microcavity, 305)이 형성되어 있다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 의해 둘러싸여 있다. 미세 공간(305)의 폭과 넓이는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 중첩되도록 형성되더라도 화소 전극(191) 위에는 제2 절연층(250)이 형성되어 있으므로, 공통 전극(270)과 화소 전극(191)이 서로 접촉되어 단락 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 공통 전극(270)이 제2 절연층(250) 바로 위에 형성될 수도 있다. 즉, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 미세 공간(305)이 형성되지 않고, 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 제2 절연층(250)을 사이에 두고 형성될 수도 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 물질로 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) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있고, 제1 배향막(11)과 마주보도록 공통 전극(270) 아래에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다.
제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 위치한 미세 공간(305) 내에는 액정 분자(310)들로 이루어진 액정층이 형성되어 있다. 액정 분자(310)들은 음의 유전율 이방성을 가지며, 전계가 인가되지 않은 상태에서 기판(110)에 수직한 방향으로 서 있을 수 있다. 즉, 수직 배향이 이루어질 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 지붕층(360)이 형성되어 있다. 지붕층(360)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 지붕층(360)의 아래에는 미세 공간(305)이 형성되어 있고, 지붕층(360)은 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(305)의 형상을 유지할 수 있다. 지붕층(360)은 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
지붕층(360)은 화소 행을 따라 각 화소(PX) 및 제2 골짜기(V2)에 형성되며, 제1 골짜기(V1)에는 형성되지 않는다. 즉, 지붕층(360)은 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb) 사이에는 형성되지 않는다. 각 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb)에서는 각 지붕층(360)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 제2 골짜기(V2)에서는 지붕층(360)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되지 않으며, 기판(110)에 부착되도록 형성되어 있다. 따라서, 제2 골짜기(V2)에 위치하는 지붕층(360)의 두께가 각 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)에 위치하는 지붕층(360)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 미세 공간(305)의 상부면 및 양측면은 지붕층(360)에 의해 덮여 있는 형태로 이루어지게 된다.
지붕층(360)에는 미세 공간(305)의 일부를 노출시키는 주입구(307)가 형성되어 있다. 주입구(307)는 앞서 설명한 바와 같이 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb)의 가장자리에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 주입구(307)는 제1 부화소(PXa)의 하측 변, 제2 부화소(PXb)의 상측 변에 대응하여 미세 공간(305)의 측면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 또한, 주입구(307)의 형성 위치를 미세 공간(305)을 기준으로 살펴보면, 주입구(307)는 각각의 미세 공간(305)의 서로 마주보는 두 개의 가장자리에 형성되어 있다.
주입구(307)에 의해 미세 공간(305)이 노출되어 있으므로, 주입구(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
주입구(307)에 인접하여 미세 공간(305)에 기둥 형상으로 지지 부재(365)가 형성되어 있다. 지지 부재(365)는 서로 다른 두 개의 미세 공간(305)의 마주 보는 가장자리에 각각 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지 부재(365)는 서로 다른 두 개의 미세 공간(305)의 마주 보는 가장자리에 각각 하나씩 형성되어 있다.
지지 부재(365)는 미세 공간(307)의 중앙을 기준으로 일측으로 치우쳐져 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 미세 공간(307)의 중앙에 위치하도록 형성될 수도 있다.
지지 부재(365)는 지붕층(360)과 연결되어 있으며, 지붕층(360)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 지지 부재(365)의 아래에는 공통 전극(270)이 더 위치할 수 있다. 지지 부재(365)는 화소 전극(191)과 중첩될 수 있으며, 이때, 공통 전극(270)도 화소 전극(191)과 중첩될 수 있다. 화소 전극(191) 위에는 제2 절연층(250)이 형성되어 있으므로, 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이에 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 지지 부재(365)는 지붕층(360)과 상이한 물질로 이루어질 수 있고, 지지 부재(365)의 아래에 공통 전극(270)이 위치하지 않을 수도 있다. 이때, 지지 부재(365)는 화소 전극(191) 바로 위에 형성되거나, 제2 절연층(250) 또는 제1 절연층(240) 바로 위에 형성될 수도 있다.
지지 부재(365)의 평면 형상은 사각형으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 아니하고 원형, 삼각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 미세 공간(305)의 주입구(307)에 인근한 가장자리 상부면에, 지지 부재(365)가 형성된 위치를 기준으로 좌우 방향 중 일측에 형성된 단차부(362)를 더 포함할 수 있다. 단차부(362)는 주입구(307) 방향의 미세 공간(305) 가장자리에서 지지 부재(365)가 형성된 위치를 기준으로 좌우 중 일측 방향으로 미세 공간(305)의 상부면에서 돌출되어 있는 형상으로 형성될 수 있다. 단차부(362) 지지 부재(365)와 동일한 폭으로 형성될 수 있다.
단차부(362)는 지지 부재(365)에서부터 미세 공간(305)의 상부면에서 미세 공간(305)의 일측벽까지 선 형태로 돌출되어 형성될 수 있다.
즉, 단차부(362)는 미세 공간(305) 가장자리에서 지지 부재(365)와 미세 공간(305)의 일측벽 사이에서, 미세 공간(305)의 상부면에 형성될 수 있으며, 단차부(362)의 높이는 지지 부재(365)의 높이보다는 낮고, 단차부(362)의 폭은 지지 부재(365)와 동일한 폭으로 형성될 수 있다.
단차부(362)는 지지 부재(365)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 단차부(362), 지지 부재(365) 및 지붕층(360)이 모두 동일한 물질로 이루어질 수도 있다.
제1 배향막(11) 및 제2 배향막(21)은 배향액을 주입하여 형성될 수 있으며, 배향액의 건조 과정에서 고형분이 비규칙적으로 여러 쪽으로 몰리게 되어 배향막의 뭉침 현상이 발생하게 된다. 이러한 배향막의 뭉침 현상으로 인해 액정 물질의 주입 후 발생할 수 있는 공기 방울(air bubble)을 제거할 수 있는 위치가 각 화소마다 다를 수 있어 공기 방울이 제대로 제거되지 않을 수 있으며, 이로 인한 표시 품질 저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 미세 공간(305)의 일측 가장자리에 형성된 지지 부재(365)의 좌우 방향 중 일측에 단차부(362)를 형성하여, 하나의 미세 공간(305)에 형성되어 있는 주입구(307)에서의 모세관력(capillary force)이 서로 상이하다. 지지 부재(365)를 기준으로 단차부(362)가 형성되어 있는 일측의 주입구(307)에서의 모세관력이 상대적으로 크므로, 단차부(362)가 형성되어 있는 주입구(307)의 주변에서 배향막의 뭉침 현상이 발생하게 된다. 따라서, 배향막의 뭉침 위치를 단차부(362)가 형성되어 있는 부분으로 일원화시켜 액정 물질 주입 후 발생할 수 있는 공기 방울을 오류 없이 손쉽게 제거할 수 있도록 한다.
배향막의 뭉침 현상이 발생한 부분에서는 지붕층(360)의 처짐 현상이 발생할 우려가 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 배향막의 뭉침 현상이 발생하는 지점에 지지 부재(365)가 형성되어 지붕층(360)을 지지하고 있으므로, 지붕층(360)의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 지지 부재(365)는 미세 공간(307)의 중앙을 기준으로 일측으로 치우쳐져 형성되어, 단차부(362)가 형성된 부분이 단차부(362)가 형성되어 있지 않은 부분보다 작은 영역을 차지하도록 형성하여 배향막의 뭉침 현상이 발생하는 부분을 최소화할 수 있다.
지붕층(360) 위에는 제3 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 제3 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제3 절연층(370)은 지붕층(360)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제3 절연층(370)은 유기 물질로 이루어진 지붕층(360)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제3 절연층(370) 위에는 덮개막(390)이 형성될 수 있다. 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 주입구(307)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)과 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.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치와 비교하여 지지 부재(365)의 개수와 단차부(362)의 개수만을 제외하고는 실질적으로 동일한 바, 중복되는 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이며, 도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 미세 공간(305)의 가장자리에는 2 개의 지지 부재(365)가 형성되어 있으며, 이에 따라 두 개의 지지 부재(365)와 미세 공간(305)의 양 측벽 중 어느 일 측벽 방향으로 단차부(362)가 형성되어 있다.
즉, 2 개의 지지 부재(365) 모두 미세 공간(305)의 양 측벽 중 어느 일 측벽 방향으로 형성된 단차부(362)를 포함한다.
그러면, 도 7 및 도 8을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치와 비교하여 지붕층(360)에 형성된 연장부(363)만을 제외하고는 실질적으로 동일한 바, 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 미세 공간(305)위에 형성된 지붕층(360)이 주입구(307) 방향으로 일부 연장되어 주입구(307)를 일부 침범하는 연장부(363)를 포함한다.
연장부(363)는 하나의 미세 공간(305)의 양 측벽 사이의 폭보다 작은 폭으로 형성될 수 있고, 주입구(307)를 향해 지붕층(360)이 일부 연장되어 주입구(307)의 일부를 침범하면서 형성되어 있다. 연장부(363)가 형성된 영역의 주입구(307)의 제1 폭(D1)이 연장부(363)가 형성되지 않은 영역의 주입구(307)의 제2 폭(D2)보다 작게 형성된다.
또한, 지붕층(360)이 연장되어 형성된 연장부(363) 아래에 지지 부재(365) 및 단차부(362)가 형성될 수 있다.
지지 부재(365)는 연장부(363) 아래이면 어디든 형성될 수 있으며, 단차부(362)는 연장부(362)의 가장자리로서 지지 부재(365)가 형성된 영역을 제외한 전 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단차부(362) 역시 지지 부재(365)와 동일한 폭의 선 형상을 가지며 형성될 수 있다.
일반적으로 지지 부재(365)와 중첩하도록 차광 부재(220)를 형성하여 지지 부재(365) 인근에서 주로 발생하는 배향막의 뭉침 현상이 불량으로 시인되는 것을 방지한다. 이에, 지지 부재(365)를 지붕층(360)이 연장되어 형성된 연장부(363) 아래에 형성하는 방법으로 지지 부재(365)를 주입구(307)에 더욱 가깝게 형성하여 차광 부재(220)를 형성하는 면적을 줄일 수 있으므로, 개구율도 더 향상시킬 수 있기 때문이다.
주입구(307)의 제1 폭은 10~ 30㎛일 수 있으며, 주입구(307)의 제2 폭(D2)은 40~60㎛일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이상과 같이 지지 부재에 의해 지붕층의 변형을 방지하면서도 지붕층에 형성된 단차부를 통해 배향 물질의 뭉침 현상이 발생하는 위치를 제어하며, 지지 부재가 위치한 부분의 액정 주입구의 폭을 좁게 형성하여 차광 부재가 차지하는 영역을 감소시킬 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있는 장점이 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.
11, 21: 배향막 110: 기판
140: 게이트 절연측 154: 반도체
171: 데이터선 191: 화소 전극
220: 차광 부재 270: 공통 전극
230: 색필터 240, 250, 370: 절연층
305: 미세 공간 307: 주입구
310: 액정 분자 PX: 화소
360: 지붕층 362: 단차부
365: 지지 부재 363: 연장부
V1: 가로 골짜기 V2: 세로 골짜기

Claims (18)

  1. 박막 트랜지스터가 위치하는 기판,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 액정층을 포함하는 미세 공간을 사이에 두고 상기 화소 전극과 이격되게 위치하며 주입구를 포함하는 지붕층, 및
    상기 주입구에 인접하여 마주보는 상기 미세 공간의 열 방향의 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 지지 부재를 포함하며,
    상기 지지 부재에서 상기 미세 공간의 행 방향의 일측벽으로 상기 미세 공간의 하부면에 돌출되어 형성되어 있는 단차부를 포함하는 표시 장치
  2. 제1항에서,
    상기 지지 부재는 하나 또는 복수개 형성되어 있는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 단차부는 상기 지지 부재보다 낮은 높이로 형성되어 있는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 단차부는 상기 지지 부재와 동일한 폭의 선 형상으로 형성되어 있는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 단차부 및 지지 부재는 동일한 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    단차부 및 지지 부재는 상기 지붕층과 동일한 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 지지 부재는 기둥 형상으로 형성되어 있는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 상기 미세 공간을 사이에 두고 상기 지붕층 아래에 형성되어 있는 공통 전극,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막, 및
    상기 공통 전극 아래에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 지붕층 위에 형성되며, 상기 주입구를 밀봉하는 덮개막을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 박막 트랜지스터가 위치하는 기판,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 액정층을 포함하는 미세 공간을 사이에 두고 상기 화소 전극과 이격되게 위치하며 주입구를 포함하는 지붕층,
    상기 주입구에 인접하여 마주보는 상기 미세 공간의 열 방향의 양쪽 가장자리에서 상기 지붕층의 일부가 상기 주입구를 침범하며 연장되어 있는 연장부, 및
    상기 연장부 아래에 형성되어 있는 지지 부재를 포함하며,
    상기 지지 부재에서 상기 연장부의 행 방향 가장자리로 상기 연장부의 하부면에 돌출되어 형성되어 있는 단차부를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 연장부의 행 방향의 폭은 상기 미세 공간의 행 방향의 폭보다 작게 형성되어 있는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 지지 부재는 하나 또는 복수개 형성되어 있는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 단차부는 상기 지지 부재보다 낮은 높이로 형성되어 있는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 단차부는 기둥 형상으로 형성되어 있고,
    상기 단차부는 상기 지지 부재와 동일한 폭의 선 형상으로 형성되어 있는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 단차부 및 지지 부재는 동일한 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    단차부 및 지지 부재는 상기 지붕층과 동일한 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
  17. 제10항에서,
    상기 화소 전극과 상기 미세 공간을 사이에 두고 상기 지붕층 아래에 형성되어 있는 공통 전극,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막, 및
    상기 공통 전극 아래에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 지붕층 위에 형성되며, 상기 주입구를 밀봉하는 덮개막을 더 포함하는 표시 장치.
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