KR20160122933A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 플라스틱 층, 상기 플라스틱 층 위에 형성되어 있는 복수의 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 공간을 채우고 있는 액정층을 포함하고, 상기 기판의 일부가 제거되어 상기 플라스틱 층이 노출되어 있다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 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, 색필터, 공통 전극 등이 형성될 수 있다. 경우에 따라 차광 부재, 색필터, 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, 본 발명은 기판 일부를 오픈하여 유연부와 고정부로 구분하고, 필요에 따라 표시 장치의 형상을 자유롭게 변형할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고 고정부와 유연부를 포함하는 플라스틱 층, 상기 플라스틱 층 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 지붕층 그리고 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고, 상기 기판은 상기 플라스틱 층의 고정부에 위치하고, 상기 유연부에서 상기 기판은 오픈되어 있다.
상기 기판은 유리일 수 있다.
상기 플라스틱 층은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 유연부는 접히거나 말 수 있다.
상기 유연부가 상기 고정부와 직각을 이루도록 접힐 수 있다.
상기 유연부가 상기 고정부 위를 덮도록 접힐 수 있다.
상기 고정부는 상기 표시 장치의 양쪽 가장자리에 위치하고, 상기 표시 장치의 중앙은 기판이 존재하지 않는 유연부일 수 있다.
상기 표시 장치는 곡면형으로 휘어질 수 있다.
상기 표시 장치는 원기둥 형태로 휘어질 수 있다.
상기 액정층 위에 형성되어 액정층을 밀봉하는 덮개막을 포함할 수 있다.
상기 덮개막 위에 형성된 상부 편광판 및 상기 기판 및 노출된 플라스틱 층 하부에 형성된 하부 편광판을 포함할 수 있다.
상기 고정부에 모듈 연결부가 부착되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 플라스틱 층을 형성하는 단계, 상기 플라스틱 층 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 위에 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 공통 전극 위에 유기 물질을 도포하여 지붕층을 적층하는 단계, 상기 지붕층을 패터닝하여 액정 주입구를 형성하고 상기 희생층을 노출시키는 단계, 상기 희생층을 제거하여 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 미세 공간을 형성하는 단계, 및 상기 미세 공간으로 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계, 및 상기 기판의 일부를 제거하는 단계를 포함한다.
상기 미세 공간 위에 형성되어 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 덮개막 위에 상부 편광판을 부착하고, 상기 기판의 하부 및 노출된 플라스틱 층 위에 하부 편광판을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판의 일부를 제거하는 단계에서, 표시 장치의 중앙을 기준으로 절반의 영역의 기판을 제거할 수 있다.
상기 기판의 일부를 제거하는 단계에서, 표시 장치의 양쪽 가장자리에만 기판을 남기고, 나머지 중앙 부분의 기판을 제거할 수 있다.
상기 기판이 제거되지 않은 영역에 모듈 연결부를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플라스틱 층은 폴리이미드를 포함할 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, 표시 장치의 일부 영역에 기판이 제거되어 목적에 따라 표시 장치를 유연하게 구부릴 수 있다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치의 측면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 VI-VI선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 2의 VII-VII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치의 제조 방법을 개략적으로 표시한 공정도이다.
도 9 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 표시 장치의 측면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(110), 기판 위의 플라스틱 층(130), 플라스틱 층(130) 위의 박막 트랜지스터층(400), 상기 기판(110) 하부의 하부 편광판(510) 및 상기 미세 공간층(400) 상부의 상부 편광판(520), 상기 박막 트랜지스터층(400)과 연결된 모듈 연결부(600)을 포함한다.
도 1을 참고로 하면, 기판(110)은 박막 트랜지스터 층(400)의 일부와 대응하는 영역에만 형성되어 있다. 즉 플라스틱 층(130)의 일부 영역에는 기판(110)이 형성되어 있지만, 일부 영역에는 기판(110)이 형성되어 있지 않다. 따라서 기판(110) 하부에 부착된 하부 편광판(510)의 일부는 플라스틱 층(130)위에 직접 접촉하고 있다.
이하에서 기판(110)이 형성되어 있는 부분을 고정부(A), 기판이 형성되어 있지 않은 부분을 유연부(B)라고 지칭하여 설명한다. 기판(110)은 유연부(B)에서 오픈되어 있다.
모듈 연결부(600)는 고정부(A)에 부착되어 있다. 고정부(A)는 기판(110)을 포함하는 단단한 영역이고, 유연부(B)는 기판(110)을 포함하지 않고 플라스틱 층(130)으로 이루어진 플렉서블한 영역이다. 따라서 모듈 연결부(600)는 단단한 고정부(A)에 부착되어 부착 공정을 용이하게 하고 안정적으로 부착될 수 있다. 또한 유연부(B)는 하부에 기판(110)이 존재하지 않으므로 용도에 따라 자유롭게 구부러지거나 휘어질 수 있다.
그럼 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 표시부를 나타낸 평면도이고, 편의상 도 2에는 일부 구성 요소만 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 유리로 만들어진 기판(110), 기판(110)위의 플라스틱 층(130) 및 플라스틱 층(130)위에 형성되어 있는 지붕층(360)을 포함한다.
도 1에서 설명한 바와 같이 기판(110)은 일부 영역에만 형성되어 있다. 대신 플라스틱 층(130)이 전면에 형성되어, 플라스틱 층(130)위에 지붕층(360) 및 화소가 위치한다.
이러한 플라스틱 층(130)은 통상의 플라스틱 재료로 이루어질 수 있으며, 폴리이미드 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
플라스틱 층(130)은 복수의 화소 영역(PX)을 포함한다. 복수의 화소 영역(PX)은 복수의 화소 행과 복수의 화소 열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 각 화소 영역(PX)은 제1 부화소 영역(PXa) 및 제2 부화소 영역(PXb)를 포함할 수 있다. 제1 부화소 영역(PXa) 및 제2 부화소 영역(PXb)은 상하로 배치될 수 있다.
제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 사이에는 화소 행 방향을 따라서 주입구 형성 영역(V1)이 위치하고 있고, 복수의 화소 열 사이에는 격벽 형성부(V2)가 위치하고 있다.
지붕층(360)은 화소 행 방향으로 형성되어 있다. 이때, 주입구 형성 영역(V1)에서는 지붕층(360)이 제거되어 지붕층(360) 아래에 위치하는 구성 요소가 외부로 노출될 수 있도록 입구부(307)가 형성되어 있다.
각 지붕층(360)은 인접한 격벽 형성부(V2)사이에서 플라스틱 층(130)으로부터 떨어져 형성됨으로써, 미세 공간(305)이 형성된다. 또한, 각 지붕층(360)은 격벽 형성부(V2)에서는 격벽을 형성하고 미세 공간의 양 측면을 덮도록 한다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구조는 예시에 불과하며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 화소 영역(PX), 주입구 형성 영역(V1), 및 격벽 형성부(V2)의 배치 형태의 변경이 가능하고, 복수의 지붕층(360)은 주입구 형성 영역(V1)에서 서로 연결될 수도 있으며, 각 지붕층(360)의 일부는 격벽 형성부(V2)에서 기판(110)으로부터 떨어져 형성됨으로써 인접한 미세 공간(305)이 서로 연결될 수도 있다.
이어 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부의 한 화소에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 2의 III-III선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 2의 IV-IV선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 2의 VI-VI선을 따라 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 2의 VII-VII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판(110)위에 플라스틱 층(130)이 형성되어 있다. 플라스틱 층(130)위에 복수의 게이트선(121), 복수의 감압 게이트선(123) 및 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 게이트 도전체는 게이트선(121)으로부터 위아래로 돌출한 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 더 포함하고, 감압 게이트선(123)으로부터 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 더 포함한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룬다. 이때, 제1, 제2, 및 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c)의 돌출 형태는 변경이 가능하다.
유지 전극선(131)도 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 위 아래로 돌출한 유지 전극(129), 게이트선(121)과 실질적으로 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부(134) 및 한 쌍의 세로부(134)의 끝을 서로 연결하는 가로부(127)를 포함한다.
게이트 도전체(121, 123, 124h, 124l, 124c, 131) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)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), 제2 반도체(154l), 및 제3 반도체(154c)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 있으며, 제3 반도체(154c)는 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치할 수 있다. 제1 반도체(154h)와 제2 반도체(154l)는 서로 연결될 수 있고, 제2 반도체(154l)와 제3 반도체(154c)도 서로 연결될 수 있다. 또한, 제1 반도체(154h)는 데이터선(171)의 아래까지 연장되어 형성될 수도 있다. 제1 내지 제3 반도체(154h, 154l, 154c)는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 반도체(154h, 154l, 154c) 위에는 각각 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(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 내지 제3 반도체(154h, 154l, 154c) 위에는 데이터선(data line)(171), 제1 소스 전극(173h), 제2 소스 전극(173l), 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175h), 제2 드레인 전극(175l), 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 향하여 뻗으며 서로 연결되어 있는 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175h), 제2 드레인 전극(175l) 및 제3 드레인 전극(175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)의 막대형 끝 부분은 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)으로 일부 둘러싸여 있다. 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 한 쪽 끝 부분은 다시 연장되어 'U'자 형태로 굽은 제3 소스 전극(173c)을 이룬다. 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)은 용량 전극(137)과 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이루며, 막대형 끝 부분은 제3 소스 전극(173c)으로 일부 둘러싸여 있다.
제1 게이트 전극(124h), 제1 소스 전극(173h), 및 제1 드레인 전극(175h)은 제1 반도체(154h)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qh)를 형성하고, 제2 게이트 전극(124l), 제2 소스 전극(173l), 및 제2 드레인 전극(175l)은 제2 반도체(154l)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Ql)를 형성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성한다.
제1 반도체(154h), 제2 반도체(154l), 및 제3 반도체(154c)는 서로 연결되어 선형으로 이루어질 수 있으며, 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 173h, 173l, 173c, 175h, 175l, 175c) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가질 수 있다.
제1 반도체(154h)에는 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이에서 제1 소스 전극(173h) 및 제1 드레인 전극(175h)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있고, 제2 반도체(154l)에는 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이에서 제2 소스 전극(173l) 및 제2 드레인 전극(175l)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있으며, 제3 반도체(154c)에는 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이에서 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(171, 173h, 173l, 173c, 175h, 175l, 175c) 및 각 소스 전극(173h/173l/173c)과 각 드레인 전극(175h/175l/175c) 사이로 노출되어 있는 반도체(154h, 154l, 154c) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(180) 위에는 각 화소 영역(PX) 내에 색필터(230)가 형성되어 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다. 도시된 바와 달리 색필터(230)는 이웃하는 데이터선(171) 사이를 따라서 열 방향으로 길게 뻗을 수도 있다.
이웃하는 색필터(230) 사이의 영역에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 경계부와 박막 트랜지스터 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다. 색필터(230)는 각 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)에 형성되고, 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 사이에는 차광 부재(220)가 형성될 수 있다.
차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 따라 뻗어 위아래로 확장되어 있으며 제1 박막 트랜지스터(Qh), 제2 박막 트랜지스터(Ql) 및 제3 박막 트랜지스터(Qc) 등이 위치하는 영역을 덮는 가로 차광 부재(220a)와 데이터선(171)을 따라 뻗어 있는 세로 차광 부재(220b)를 포함한다. 즉, 가로 차광 부재(220a)는 주입구 형성 영역(V1)에 형성되고, 세로 차광 부재(220b)는 격벽 형성부(V2)에 형성될 수 있다. 색필터(230)와 차광 부재(220)는 일부 영역에서 서로 중첩될 수도 있다. 세로 차광 부재(220b)는 생략될 수도 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 제1 절연층(240)이 더 형성될 수 있다. 제1 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 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.
제1 절연층(240), 차광 부재(220), 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 넓은 끝 부분과 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 제1 접촉 구멍(185h) 및 복수의 제2 접촉 구멍(185l)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 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 중심으로 화소 영역(PX)의 위와 아래에 배치되어 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함한다. 즉, 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)은 주입구 형성 영역(V1)를 사이에 두고 분리되어 있으며, 제1 부화소 전극(191h)은 제1 부화소 영역(PXa)에 위치하고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 부화소 영역(PXb)에 위치한다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 제1 접촉 구멍(185h) 및 제2 접촉 구멍(185l)을 통하여 각기 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있다. 따라서, 제1 박막 트랜지스터(Qh) 및 제2 박막 트랜지스터(Ql)가 온 상태일 때 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
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), 부화소 전극(191h, 191l)의 가장자리 변에서 아래 또는 위로 돌출된 돌출부(197h, 197l)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.
제1 부화소 전극(191h)은 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함하고, 제2 부화소 전극(191l)은 상단 및 하단에 위치하는 가로부 및 제1 부화소 전극(191h)의 좌우에 위치하는 좌우 세로부(198)를 더 포함한다. 좌우 세로부(198)는 데이터선(171)과 제1 부화소 전극(191h) 사이의 용량성 결합, 즉 커플링을 방지할 수 있다.
상기에서 설명한 화소 영역의 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 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)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 있다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 제1 절연층(240) 바로 위에도 형성될 수 있다.
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. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 화소 영역(PX)의 가장자리에서 서로 연결될 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.
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 제2 절연층(350)이 더 형성될 수 있다. 제2 절연층(350)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제2 절연층(350) 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. 즉, 지붕층(360)은 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
지붕층(360)은 화소 행을 따라 각 화소 영역(PX) 및 격벽 형성부(V2)에 형성되며, 주입구 형성 영역(V1)에는 형성되지 않는다. 즉, 지붕층(360)은 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 사이에는 형성되지 않는다. 각 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)에서는 각 지붕층(360)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 격벽 형성부(V2)에서는 지붕층(360)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되지 않는다. 따라서, 격벽 형성부(V2)에 위치하는 지붕층(360)의 두께가 각 제1 부화소 영역(PXa) 및 제2 부화소 영역(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.
공통 전극(270), 제2 절연층(350), 및 지붕층(360)에는 미세 공간(305)의 일부를 노출시키는 입구부(307)가 형성되어 있다. 입구부(307)는 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)의 가장자리에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 즉, 입구부(307)는 제1 부화소 영역(PXa)의 하측 변, 제2 부화소 영역(PXb)의 상측 변에 대응하여 미세 공간(305)의 측면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 입구부(307)에 의해 미세 공간(305)이 노출되어 있으므로, 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
지붕층(360) 위에는 제3 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 제3 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 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 한다.
상기에서 지붕층(360) 위에 제3 절연층(370)이 형성되어 있는 구조에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 제3 절연층(370)은 생략될 수도 있다.
제3 절연층(370) 위에는 덮개막(390)이 형성될 수 있다. 덮개막(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 입구부(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.
표시 장치의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 하부 편광판(510) 및 상부 편광판(520)으로 이루어질 수 있다. 하부 편광판(510)은 기판(110) 및 노출된 플라스틱 층(130)의 하부 면에 부착되고, 상부 편광판(520)은 덮개막(390) 위에 부착될 수 있다.
다만, 도 6 내지 도 7을 참고하면, 유연부에 위치하는 화소는 하부에 기판(110)이 존재하지 않는다. 즉 하부에는 플라스틱 층(130)만이 존재하며, 플라스틱 층(130)위에 앞서 설명한 구조가 동일하게 적층되어 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 표시 장치 하부의 일부 영역에만 기판(110)이 형성되어 있고, 기판이 형성되지 않은 영역에는 플라스틱 층(130)이 노출되어 있다. 또한 플라스틱 층(130) 위에 각 화소마다 복수의 미세 공간(305)이 형성되어 있고, 미세 공간 내부에 액정층이 형성되어 있다. 따라서 상기 표시 장치의 경우 기판이 형성되지 않은 유연부(B)를 자유롭게 구부리거나 말아서 용도에 따라 다양하게 적용 가능하다.
즉 표시 장치가 미세 공간을 사이에 두고 화소 전극과 공통 전극이 형성된 단일 기판 구조로 이루어져 있고, 이러한 단일 기판이 기판이 형성된 고정부(A)와 기판이 형성되지 않고 플라스틱 층(130)에 의해 지지되는 유연부(B)로 나누어져 있다. 따라서 유연부(B)를 접거나 구부리는 등의 변형이 가능하면서도, 고정부(A)에 의해 표시 장치의 형상을 유지할 수 있다. 또한 고정부(A)는 하부에 단단한 기판이 존재하므로, 모듈 공정 등을 용이하게 할 수 있다. 외부 구동부와의 연결은 고정부(A) 영역에서 이루어지게 된다.
그러면 이하 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치의 제조 방법을 개략적으로 표시한 공정도이다.
도 8을 참고로 하면, 먼저 기판(110)을 준비한 후, 기판(110)의 전면에 플라스틱 층(130)을 형성한다. 이때 기판(110)은 유리 기판일 수 있다. 또한 플라스틱 층(130)은 폴리이미드 일 수 있다.
다음, 플라스틱 층(130)위에 미세 공간 및 화소 전극, 공통 전극등을 포함하는 박막 트랜지스터층(400)을 형성한다. 박막 트랜지스터 층(400)의 형성 단계에 대하여는 이후 자세히 설명한다.
다음 박막 트랜지스터 층(400)위에 상부 편광판(520)을 부착한다.
다음, 기판(110)의 일부 영역을 제거한다. 이때 제거는 레이저 등을 이용하여 수행할 수 있다. 기판(110)의 일부가 제거되면서, 플라스틱 층(130)의 일부가 노출된다.
다음 기판(110) 및 노출된 플라스틱 층(130)에 하부 편광판(510)을 부착한다.
다음, 구동부와 연결되는 모듈 연결부(600)를 부착한다. 이때 모듈 연결부(600)가 부착되는 영역은 기판이 존재하는 고정부(A) 영역이다.
고정부(A) 영역에는 하부에 기판(110)이 존재하여 단단하므로, 모듈 연결부(600) 부착시 가해지는 압력등을 버틸 수 있고, 또한 모듈 연결부(600)가 단단하게 부착될 수 있다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 상세한 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 9 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 유리 등으로 이루어진 기판(110)위에 플라스틱 층(130)을 형성한다. 다음, 플라스틱 층(130) 위에 일방향으로 뻗어있는 게이트선(121)과 감압 게이트선(123)을 형성하고, 게이트선(121)으로부터 돌출되는 제1 게이트 전극(124h), 제2 게이트 전극(124l), 및 제3 게이트 전극(124c)을 형성한다.
또한, 게이트선(121), 감압 게이트선(123), 및 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c)와 이격되도록 유지 전극선(131)을 함께 형성할 수 있다.
이어, 게이트선(121), 감압 게이트선(123), 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 및 유지 전극선(131)을 포함한 기판(110) 위의 전면에 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 무기 절연 물질을 이용하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 형성할 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), 제2 반도체(154l), 및 제3 반도체(154c)를 형성한다. 제1 반도체(154h)는 제1 게이트 전극(124h) 위에 위치하도록 형성하고, 제2 반도체(154l)는 제2 게이트 전극(124l) 위에 위치하도록 형성하며, 제3 반도체(154c)는 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치하도록 형성할 수 있다.
이어, 도 10을 참고하면 금속 물질을 증착한 후 이를 패터닝하여 타방향으로 뻗어있는 데이터선(171)을 형성한다. 금속 물질은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
또한, 데이터선(171)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, 제1 소스 전극(173h)과 연결되어 있는 제2 소스 전극(173l) 및 제2 소스 전극(173l)과 이격되는 제2 드레인 전극(175l)을 함께 형성한다. 또한, 제2 드레인 전극(175l)으로부터 연장되어 있는 제3 소스 전극(173c) 및 제3 소스 전극(173c)과 이격되는 제3 드레인 전극(175c)을 함께 형성한다.
반도체 물질과 금속 물질을 연속으로 증착한 후 이를 동시에 패터닝하여 제1 내지 제3 반도체(154h, 154l, 154c), 데이터선(171), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 및 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c)을 형성할 수도 있다. 이때, 제1 반도체(154h)는 데이터선(171)의 아래까지 연장되어 형성된다.
제1/제2/제3 게이트 전극(124h/124l/124c), 제1/제2/제3 소스 전극(173h/173l/173c), 및 제1/제2/제3 드레인 전극(175h/175l/175c)은 제1/제2/제3 반도체(154h/154l/154c)와 함께 각각 제1/제2/제3 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qh/Ql/Qc)를 구성한다.
이어, 데이터선(171), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c), 및 각 소스 전극(173h/173l/173c)과 각 드레인 전극(175h/175l/175c) 사이로 노출되어 있는 반도체(154h, 154l, 154c) 위에 보호막(180)을 형성한다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
이어, 도 11을 참고하면 보호막(180) 위의 각 화소 영역(PX) 내에 색필터(230)를 형성한다. 색필터(230)는 각 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)에 형성하고, 주입구 형성 영역(V1)에는 형성하지 않을 수 있다. 또한, 복수의 화소 영역(PX)의 열 방향을 따라 동일한 색의 색필터(230)를 형성할 수 있다. 세 가지 색의 색필터(230)를 형성하는 경우 제1 색의 색필터(230)를 먼저 형성한 후 마스크를 쉬프트 시켜 제2 색의 색필터(230)를 형성할 수 있다. 이어, 제2 색의 색필터(230)를 형성한 후 마스크를 쉬프트시켜 제3 색의 색필터를 형성할 수 있다.
이어, 보호막(180) 위의 각 화소 영역(PX)의 경계부 및 박막 트랜지스터 위에 차광 부재(220)를 형성한다. 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)의 사이에 위치하는 주입구 형성 영역(V1)에도 차광 부재(220)를 형성할 수 있다.
상기에서 색필터(230)를 형성한 후 차광 부재(220)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 차광 부재(220)를 먼저 형성한 후 색필터(230)를 형성할 수도 있다.
또한 세로 차광 부재는 생략될 수도 있다.
이어, 도 12를 참고하면 색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 제1 절연층(240)을 형성한다.
이어, 보호막(180), 차광 부재(220), 및 제1 절연층(240)을 식각하여 제1 드레인 전극(175h)의 일부가 노출되도록 제1 접촉 구멍(185h)을 형성하고, 제2 드레인 전극(175l)의 일부가 노출되도록 제2 접촉 구멍(185l)을 형성한다.
이어, 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 패터닝하여 제1 부화소 영역(PXa) 내에 제1 부화소 전극(191h)을 형성하고, 제2 부화소 영역(PXb) 내에 제2 부화소 전극(191l)을 형성한다. 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)은 주입구 형성 영역(V1)를 사이에 두고 분리되어 있다. 제1 부화소 전극(191h)은 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되도록 형성하고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되도록 형성한다.
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 13에 도시된 바와 같이, 화소 전극(191) 위에 감광성 유기 물질을 도포하고, 포토 공정을 통해 희생층(300)을 형성한다. 희생층(300)은 포지티브 감광 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
희생층(300)은 복수의 화소 열을 따라 연결되도록 형성된다. 즉, 희생층(300)은 각 화소 영역(PX)을 덮도록 형성되고, 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 사이에 위치한 주입구 형성 영역(V1)를 덮도록 형성된다. 그러나 포토 공정의 의해 희생층은 격벽 형성부(V2) 위에서는 제거되어 존재하지 않는다.
이어, 도 14에 도시된 바와 같이 희생층(300) 위에 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질을 증착하여 공통 전극(270)을 형성한다.
이어, 도 15에 도시된 바와 같이 공통 전극(270) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 제2 절연층(350)을 형성할 수 있다.
이어, 도 16에 도시된 바와 같이 제2 절연층(350) 위에 유기 물질을 도포하고, 패터닝하여 지붕층(360)을 형성한다. 이때, 주입구 형성 영역(V1)에 위치한 유기 물질이 제거되도록 패터닝할 수 있다. 패터닝된 지붕층 영역은 후에 액정 주입구로 기능하게 된다. 이에 따라 지붕층(360)은 복수의 화소 행을 따라 연결되는 형태로 이루어지게 된다.
다음 도 17에 도시된 바와 같이, 지붕층(360) 위에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 제3 절연층(370)을 형성할 수 있다. 제3 절연층(370)은 패터닝된 지붕층(360) 위에 형성되므로 지붕층(360)의 측면을 덮어 보호할 수 있다.
도 18은, 도 16에 도시된 단계까지 제조된 표시 장치의 다른 단면을 도시한 것이다. 도 18은 주입구 형성 영역(V1) 영역을 가로지르는 영역, 즉 도 3과 동일한 단면으로 도시한 것이다. 도 17까지는 격벽 형성부(V2) 영역을 가로지르는 단면으로 도시하였으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 주입구 형성 영역(V1) 영역을 가로지르는 단면으로 바꾸어 설명한다.
다음, 도 19를 참고하면 제3 절연층(370), 제2 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 패터닝하여, 주입구 형성 영역(V1)에 위치하는 제3 절연층(370), 제2 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 제거한다. 제3 절연층(370), 제2 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 패터닝함에 따라 주입구 형성 영역(V1)에 위치한 희생층(300)이 노출된다.
다음, 도 20을 참고하면 희생층(300)이 노출된 기판(110) 위에 산소 플라즈마를 공급하여 애싱하거나, 현상액을 공급하여 희생층(300)을 전면 제거한다. 희생층(300)이 제거되면, 희생층(300)이 위치하였던 자리에 미세 공간(305)이 생긴다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 미세 공간(305)을 사이에 두고 서로 이격되고, 화소 전극(191)과 지붕층(360)은 미세 공간(305)을 사이에 두고 서로 이격된다. 공통 전극(270)과 지붕층(360)은 미세 공간(305)의 상부면과 양측면을 덮도록 형성된다.
지붕층(360) 및 공통 전극(270)이 제거된 부분을 통해 미세 공간(305)은 외부로 노출되어 있으며, 이를 액정 입구부(307)라 한다. 액정 입구부(307)는 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성되어 있다. 이와 달리 액정 입구부(307)가 격벽 형성부(V2)를 따라 형성되도록 할 수도 있다.
이어, 기판(110)에 열을 가하여 지붕층(360)을 경화시킨다. 이는 지붕층(360)에 의해 미세 공간(305)의 형상이 유지되도록 하기 위함이다.
이어, 스핀 코팅 방식 또는 잉크젯 방식으로 배향 물질이 포함되어 있는 배향액을 기판(110) 위에 떨어뜨리면, 배향액이 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 주입된다. 배향액을 미세 공간(305)의 내부로 주입한 후 경화 공정을 진행하면 용액 성분은 증발하고, 배향 물질이 미세 공간(305) 내부의 벽면에 남게 된다.
따라서, 화소 전극(191) 위에 제1 배향막(11)을 형성하고, 공통 전극(270) 아래에 제2 배향막(21)을 형성할 수 있다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 미세 공간(305)을 사이에 두고 마주보도록 형성되고, 화소 영역(PX)의 가장자리에서는 서로 연결되도록 형성된다.
이때, 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 미세 공간(305)의 측면을 제외하고는 기판(110)에 대해 수직한 방향으로 배향이 이루어질 수 있다. 추가로 제1 및 제2 배향막(11, 21)에 UV를 조사하는 공정을 진행함으로써, 기판(110)에 대해 수평한 방향으로 배향이 이루어지도록 할 수도 있다.
이어, 도 21을 참고하면 잉크젯 방식 또는 디스펜싱 방식으로 액정 분자(310)들로 이루어진 액정 물질을 기판(110) 위에 떨어뜨리면, 액정 물질이 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 주입된다. 이때, 액정 물질을 홀수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에는 떨어뜨리고, 짝수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에는 떨어뜨리지 않을 수 있다. 이와 반대로, 액정 물질을 짝수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에 떨어뜨리고, 홀수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에는 떨어뜨리지 않을 수 있다.
홀수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에 액정 물질을 떨어뜨리면 모세관력(capillary force)에 의해 액정 물질이 입구부(307)를 통과하여 미세 공간(305) 내부로 들어가게 된다. 이때, 짝수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부의 공기가 빠져나감으로써, 액정 물질이 미세 공간(305) 내부로 들어가게 된다.
또한, 액정 물질을 모든 입구부(307)에 떨어뜨릴 수도 있다. 즉, 액정 물질을 홀수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)와 짝수 번째 주입구 형성 영역(V1)를 따라 형성된 입구부(307)에 모두 떨어뜨릴 수도 있다.
도 22에 도시된 바와 같이. 제3 절연층(370) 위에 액정 분자(310)와 반응하지 않는 물질을 증착하여 덮개막(390)을 형성한다. 덮개막(390)은 미세 공간(305)이 외부로 노출되어 있는 입구부(307)를 덮도록 형성되어 미세 공간(305)을 밀봉한다.
이어, 유연부(B)에 영역에서 기판(110)을 제거한다. 도 23은 기판(110)이 제거된 유연부(B)영역의 단면을 도시한 것이다.
이어 도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에 편광판을 더 부착할 수 있다. 이때 하부 편광판은 기판(110) 및 노출된 플라스틱 층(130)위에 형성됨은 자명하다.
이상과 같이, 본 발명의 표시 장치는 기판이 일부만 존재한다. 즉, 표시 장치는 기판이 존재하는 고정부 (A) 및 기판이 존재하지 않는 유연부 (B)를 포함하며, 유연부(B)는 하부에 기판(110)이 존재하지 않으므로 용도에 따라 자유롭게 구부러지거나 휘어질 수 있다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 다양한 어플리케이션에 대하여 도시한 것이다.
도 24를 참고로 하면 유연부(B)는 펼침과 접힘이 자유롭게 적용될 수 있다. 즉 도 24(a)에 도시된 바와 같이 표시 영역이 평평한 형태로 사용할 수 있다. 또는 도 24(b)에 도시한 바와 같이 표시 영역의 일부(유연부)를 접어, 표시 영역이 직각이 되도록 사용할 수도 있다. 또는 도 24(c)에 도시된 바와 같이 표시 영역을 책처럼 덮어서, 사용하지 않을 때 덮은 상태로 보관할 수도 있다.
도 25는 본 발명 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면을 도시한 것이다. 도 25를 참고로 하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 기판(110a, 110b)이 가장자리에 위치하고, 표시 장치의 중앙 영역에는 기판이 제거되어 있다. 즉 고정부(A)가 가장자리에, 유연부(B)가 표시 장치의 중앙에 위치한다
도 26은 도 25와 같은 표시 장치의 어플리케이션을 도시한 것이다. 도 26(a)와 같이 양 고정부(A)를 기둥으로 하여 표시 장치를 구부릴 수 있다. 따라서 필요에 따라 커브드 디스플레이를 구현할 수 있다.
또는 도 26(b)와 같이 양 기판(110a, 110b)이 서로 맞닿을 때가지 유연부를 구부려, 원기둥 형태의 디스플레이를 구현할 수 있다.
또한 도시하지는 않았으나, 기판의 제거 형태 즉 유연부와 고정부의 형성 형태는 실시예에 따라 다양하게 변형 가능하다. 즉, 고정부가 중앙에 형성되고 유연부가 가장자리에 형성되는 구조 또한 가능하며, 고정부 및 유연부가 번갈아 교대로 형성되는 구조 또한 가능하다.
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: 제1 배향막 21: 제2 배향막
110: 기판 130: 플라스틱 층
121: 게이트선 123: 감압 게이트선
124h: 제1 게이트 전극 124l: 제2 게이트 전극
124c: 제3 게이트 전극 131: 유지 전극선
140: 게이트 절연막 154h: 제1 반도체
154l: 제2 반도체 154c: 제3 반도체
171: 데이터선 173h: 제1 소스 전극
173l: 제2 소스 전극 173c: 제3 소스 전극
175h: 제1 드레인 전극 175l: 제2 드레인 전극
175c: 제3 드레인 전극 180: 보호막
191: 화소 전극 191h: 제1 부화소 전극
191l: 제2 부화소 전극 220: 차광 부재
230: 색필터 240: 제1 절연층
270: 공통 전극 300: 희생층
305: 미세 공간 307: 주입구
310: 액정 분자 350: 제2 절연층
360: 지붕층 370: 제3 절연층
390: 덮개막

Claims (19)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고 고정부와 유연부를 포함하는 플라스틱 층,
    상기 플라스틱 층 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극과 마주보는 지붕층 그리고
    상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고,
    상기 기판은 상기 플라스틱 층의 고정부에 위치하고, 상기 유연부에서 상기 기판은 오픈되어 있는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 기판은 유리인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 플라스틱 층은 폴리이미드를 포함하는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 유연부는 접히거나 말 수 있는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 유연부가 상기 고정부와 직각을 이루도록 접히는 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 유연부가 상기 고정부 위를 덮도록 접히는 표시 장치.
  7. 제4항에서,
    상기 고정부는 상기 표시 장치의 양쪽 가장자리에 위치하고, 상기 표시 장치의 중앙은 기판이 존재하지 않는 유연부인 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 표시 장치는 곡면형으로 휘어지는 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 표시 장치는 원기둥 형태로 휘어지는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 액정층 위에 형성되어 액정층을 밀봉하는 덮개막을 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 덮개막 위에 형성된 상부 편광판 및
    상기 기판 및 노출된 플라스틱 층 하부에 형성된 하부 편광판을 포함하는 표시 장치.
  12. 제4항에서,
    상기 고정부에 모듈 연결부가 부착되어 있는 표시 장치.
  13. 기판 위에 플라스틱 층을 형성하는 단계,
    상기 플라스틱 층 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계,
    상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계,
    상기 희생층 위에 공통 전극을 형성하는 단계,
    상기 공통 전극 위에 유기 물질을 도포하여 지붕층을 적층하는 단계,
    상기 지붕층을 패터닝하여 액정 주입구를 형성하고 상기 희생층을 노출시키는 단계,
    상기 희생층을 제거하여 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 미세 공간을 형성하는 단계, 및
    상기 미세 공간으로 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하는 단계,
    및 상기 기판의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 미세 공간 위에 형성되어 미세 공간을 밀봉하는 덮개막을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 덮개막 위에 상부 편광판을 부착하고,
    상기 기판의 하부 및 노출된 플라스틱 층 위에 하부 편광판을 부착하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 기판의 일부를 제거하는 단계에서, 표시 장치의 중앙을 기준으로 절반의 영역의 기판을 제거하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 기판의 일부를 제거하는 단계에서, 표시 장치의 양쪽 가장자리에만 기판을 남기고, 나머지 중앙 부분의 기판을 제거하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제13항에서,
    상기 기판이 제거되지 않은 영역에 모듈 연결부를 부착하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제13항에서,
    상기 플라스틱 층은 폴리이미드를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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