JP2015152920A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は微細空間の外部に液晶が残留するのを防止することができる表示装置を提供する。【解決手段】 本発明による表示装置は、基板、基板の上に形成された画素電極、画素電極の上に画素電極と複数の微細空間を挟んで離隔されるように形成されたルーフ層、二つの微細空間の間に配置され、二つの微細空間のうちのいずれか一つの微細空間の第１端と重畳し、他の一つの微細空間の第２端と重畳しない遮光部材、微細空間の一部を露出させる注入口、微細空間を満たす液晶層、及び注入口を覆うようにルーフ層の上に形成されて微細空間を密封する封止膜を含むことを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は表示装置に関に関する。

液晶表示装置は現在最も広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極や共通電極など電界生成電極が形成されている二枚の表示板とその間に入っている液晶層からなり、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

液晶表示装置を構成する二枚の表示板は、薄膜トランジスタ表示板及び対向表示板であってもよい。薄膜トランジスタ表示板には、ゲート信号を伝送するゲート線とデータ信号を伝送するデータ線とが互いに交差して形成され、ゲート線及びデータ線と接続されている薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタと接続されている画素電極などが形成される。対向表示板には遮光部材、カラーフィルタ、共通電極などが形成される。場合によっては、遮光部材、カラーフィルタ、共通電極が薄膜トランジスタ表示板に形成されることもある。

しかし、従来の液晶表示装置では二枚の基板が必須であり、二枚の基板上にそれぞれの構成要素を形成することによって、表示装置が重く、厚く、製造費用が多くかかり、製造工程時間が長くかかるなどの問題点があった。

本発明は前記のような問題点を解決するために案出したものであって、重量、厚さ、製造費用及び製造工程時間を減らすことができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による表示装置は、基板、前記基板の上に形成された画素電極、前記画素電極の上に前記画素電極と複数の微細空間を挟んで離隔されるように形成されたルーフ層、二つの前記微細空間の間に配置され、前記二つの微細空間のうちのいずれか一つの微細空間の第１端と重畳し、他の一つの微細空間の第２端と重畳しない遮光部材、前記微細空間の一部を露出させる注入口、前記微細空間を満たす液晶層、及び前記注入口を覆うように前記ルーフ層の上に形成されて前記微細空間を密封する封止膜を含むことを特徴とする。

前記遮光部材は、前記画素電極の上に形成されてもよい。

本発明の一実施形態による表示装置は、前記画素電極の上に形成された第１配向膜、前記ルーフ層の下に形成されたる第２配向膜、及び前記第１配向膜及び前記第２配向膜を接続する配向物質柱をさらに含んでもよい。

前記注入口は、前記微細空間の第１端の側面を露出させる第１注入口、及び前記微細空間の第２端の側面を露出させる第２注入口を含んでもよい。

前記配向物質柱は、前記第２注入口に隣接して形成されてもよい。

前記遮光部材は、前記第１注入口と重畳するように形成されてもよい。

前記遮光部材は、前記第２注入口と重畳しなくてもよい。

前記遮光部材は、前記配向物質柱と離隔されてもよい。

前記遮光部材は、前記画素電極より表面エネルギーがさらに高い物質を含んでもよい。

本発明の一実施形態による表示装置は、前記画素電極及び前記遮光部材の下に配置される第１絶縁層をさらに含んでもよい。

前記遮光部材は、前記第１絶縁層より表面エネルギーがさらに高い物質を含んでもよい。

前記複数の微細空間は、マトリックス形態に配置されてもよい。

前記二つの微細空間は、上下に隣接するように配置されてもよい。

前記画素電極と接続され前記二つの微細空間の間に形成されている薄膜トランジスタをさらに含んでもよい。

前記遮光部材は、前記薄膜トランジスタと重畳してもよい。

前記ルーフ層の下に形成されている共通電極をさらに含んでもよい。

前記のような本発明の一実施形態による表示装置は次のような効果がある。

本発明の一実施形態による表示装置は、表示装置の重量、厚さ、製造費用及び製造工程時間を減らすことができる。

本発明の一実施形態による表示装置を示す上面図である。 本発明の一実施形態による表示装置の一画素の等価回路図である。 本発明の一実施形態による表示装置の一画素を示す配置図である。 本発明の一実施形態による表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図である。 液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置の一部を示した図である。 液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図である。 液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図である。 液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置の一部を示した図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面において様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、基板などの部分が他の部分の“上”にあるという時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の構成要素がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるという時はその中間に他の構成要素がないことを意味する。

まず、図１を参照して本発明の一実施形態による表示装置について概略的に説明する。

図１は本発明の一実施形態による表示装置を示す上面図である。

本発明の一実施形態による表示装置は、ガラスまたはプラスチックなどのような材料を含む基板１１０を含む。

基板１１０の上には、ルーフ層（ｒｏｏｆ ｌａｙｅｒ）３６０によって覆われている微細空間（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）３０５が形成されている。ルーフ層３６０は行方向に延長され、一つのルーフ層３６０の下には複数の微細空間３０５が形成されている。

微細空間３０５はマトリックス形態に配置され、上下（垂直方向）に隣接した微細空間３０５の間には第１谷Ｖ１が位置しており、左右（水平方向）に隣接した微細空間３０５らの間には第２谷Ｖ２が位置している。

複数のルーフ層３６０は、第１谷Ｖ１を挟んで互いに分離されている。第１谷Ｖ１と接する部分で微細空間３０５はルーフ層３６０によって覆われておらず、外部に露出されてもよい。これを注入口３０７ａ、３０７ｂという。

注入口３０７ａ、３０７ｂは微細空間３０５の両側端に形成されている。注入口３０７ａ、３０７ｂは第１注入口３０７ａと第２注入口３０７ｂを含み、第１注入口３０７ａは微細空間３０５の第１端の側面を露出させるように形成され、第２注入口３０７ｂは微細空間３０５の第２端の側面を露出させるように形成される。微細空間３０５の第１端の側面と第２端の側面は互いに対向する。

各ルーフ層３６０は、隣接した第２谷Ｖ２の間で基板１１０から離れるように形成され、微細空間３０５を形成する。また、各ルーフ層３６０は第２谷Ｖ２では基板１１０に付着されるように形成され、微細空間３０５の両側面を覆うようにする。つまり、ルーフ層３６０は注入口３０７ａ、３０７ｂが形成されている第１端及び第２端の側面を除いた残りの微細空間３０５の側面を覆うように形成されている。

微細空間３０５の内部には、配向物質が固まった形態になされた配向物質柱１５が形成されている。配向物質柱１５は微細空間３０５の一側端に形成されており、第２注入口３０７ｂと隣接するように形成されている。配向物質柱１５によって第２注入口３０７ｂの少なくとも一部は遮断される。但し、本発明はこれに限定されず、配向物質柱１５が第１注入口３０７ａと隣接するように形成されてもよい。つまり、配向物質柱１５は、微細空間３０５の内部空間を露出する二つの注入口３０７ａ、３０７ｂのうちのいずれか一つと隣接するように形成される。

隣接した二つの微細空間３０５の間には、第１遮光部材２２５が形成されている。第１遮光部材２２５は上下に隣接した二つの微細空間３０５の間に位置する第１谷Ｖ１に形成される。第１遮光部材２２５は隣接した二つの微細空間３０５のうちのいずれか一つの微細空間３０５の第１端とは重畳し、他の一つの微細空間３０５の第２端とは重畳しない。図示されているように、第１遮光部材２２５は第１谷Ｖ１の下側に位置する微細空間３０５の上側端と重畳し、第１谷Ｖ１の上側に位置する微細空間３０５の下側端とは重畳しなくてもよい。

つまり、第１遮光部材２２５は、隣接した二つの微細空間３０５のうちのいずれか一つの微細空間３０５にさらに近いように非対称に形成されている。本発明の一実施形態で、配向物質柱１５が第２注入口３０７ｂと隣接するように形成される時、第１遮光部材２２５は第２注入口３０７ｂとは重畳せず、第１注入口３０７ａと重畳するように形成される。これとは反対に、配向物質柱１５が第１注入口３０７ａと隣接するように形成されると、第１遮光部材２２５は第１注入口３０７ａとは重畳せず、第２注入口３０７ｂと重畳するように形成される。

前記で説明した本発明の一実施形態による表示装置の構造は例示に過ぎず、多様な変形が可能である。例えば、微細空間３０５、第１谷Ｖ１、及び第２谷Ｖ２の配置形態の変更が可能であり、複数のルーフ層３６０が第１谷Ｖ１で互いに接続されてもよく、各ルーフ層３６０の一部が第２谷Ｖ２で基板１１０から離れるように形成され、隣接した微細空間３０５が互いに接続されてもよい。

以下、図２を参照して本発明の一実施形態による表示装置の一画素について概略的に説明する。

図２は本発明の一実施形態による表示装置の一画素の等価回路図である。

本発明の一実施形態による表示装置は、複数の信号線１２１、１７１ｈ、１７１ｌとこれらの信号線に接続されている複数の画素ＰＸを含む。複数の画素ＰＸは、複数の画素行と複数の画素列とを含むマトリックス形態で配置されてもよい。

各画素ＰＸは、第１副画素ＰＸａ及び第２副画素ＰＸｂを含んでもよい。第１副画素ＰＸａ及び第２副画素ＰＸｂは、上下（垂直方向）に配置されてもよい。この場合、第１副画素ＰＸａと第２副画素ＰＸｂとの間には画素行方向に沿って第１谷Ｖ１が配置されてもよく、複数の画素列の間には第２谷Ｖ２が配置されてもよい。

信号線１２１、１７１ｈ、１７１ｌは、ゲート信号を伝達するゲート線１２１、互いに異なるデータ電圧を伝達する第１データ線１７１ｈ及び第２データ線１７１ｌを含む。

画素ＰＸは、ゲート線１２１及び第１データ線１７１ｈに接続されている第１スイッチング素子Ｑｈ、及びゲート線１２１及び第２データ線１７１ｌに接続されている第２スイッチング素子Ｑｌを含む。

第１副画素ＰＸａには第１スイッチング素子Ｑｈと接続されている第１液晶キャパシタＣｌｃｈが形成されており、第２副画素ＰＸｂには第２スイッチング素子Ｑｌと接続されている第２液晶キャパシタＣｌｃｌが形成されている。

第１スイッチング素子Ｑｈの第１端子はゲート線１２１に接続されており、第２端子は第１データ線１７１ｈに接続されており、第３端子は第１液晶キャパシタＣｌｃｈに接続されている。

第２スイッチング素子Ｑｌの第１端子はゲート線１２１に接続されており、第２端子は第２データ線１７１ｌに接続されており、第３端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｌに接続されている。

本発明の一実施形態による液晶表示装置の動作を説明する。ゲート線１２１にゲートオン電圧が印加されると、ゲート線１２１に接続された第１スイッチング素子Ｑｈと第２スイッチング素子Ｑｌがターンオン状態になり、第１及び第２データ線１７１ｈ、１７１ｌを通じて伝達された互いに異なるデータ電圧によって第１及び第２液晶キャパシタＣｌｃｈ、Ｃｌｃｌが充電される。第２データ線１７１ｌによって伝達されるデータ電圧は、第１データ線１７１ｈによって伝達されるデータ電圧より低い。したがって、第２液晶キャパシタＣｌｃｌには第１液晶キャパシタＣｌｃｈより低い電圧が充電されて、側面視認性を向上させることができる。

以下、図３乃至図５を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素の構造について説明する。

図３は本発明の一実施形態による表示装置の一画素を示す配置図であり、図４は本発明の一実施形態による表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、図５は本発明の一実施形態による表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図３乃至図５を参照すると、基板１１０の上にゲート線１２１（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）及びゲート線１２１から突出する第１ゲート電極１２４ｈ（ｆｉｒｓｔ ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）及び第２ゲート電極１２４ｌ（ｓｅｃｏｎｄ ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている。

ゲート線１２１は、図３において主に横方向に伸びており、ゲート信号を伝達する。第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌはゲート線１２１の上方向に突出している。第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌは互いに接続されて一つの突出部を形成してもよい。但し、本発明はこれに限定されず、第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌの突出形態は多様に変形が可能である。

基板１１０の上には維持電極線１３１及び維持電極線１３１から突出する維持電極１３３、１３５がさらに形成されてもよい。

維持電極線１３１はゲート線１２１と平行な方向に伸びており、ゲート線１２１と離隔されるように形成される。維持電極線１３１には一定の電圧が印加される。維持電極線１３１の上方向に突出する維持電極１３３は、第１副画素ＰＸａの端を囲むように形成される。維持電極線１３１の下方向に突出する維持電極１３５は、第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌと隣接するように形成される。

ゲート線１２１、第１ゲート電極１２４ｈ、第２ゲート電極１２４ｌ、維持電極線１３１、及び維持電極１３３、１３５の上にはゲート絶縁膜１４０（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）が形成されている。ゲート絶縁膜１４０はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質を含んでもよい。また、ゲート絶縁膜１４０は単層または多層であってもよい。

ゲート絶縁膜１４０の上には、第１半導体１５４ｈ（ｆｉｒｓｔ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）及び第２半導体１５４ｌ（ｓｅｃｏｎｄ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が形成されている。第１半導体１５４ｈは第１ゲート電極１２４ｈの上に配置してもよく、第２半導体１５４ｌは第２ゲート電極１２４ｌの上に配置してもよい。第１半導体１５４ｈは第１データ線１７１ｈの下まで延長されて形成されてもよく、第２半導体１５４ｌは第２データ線１７１ｌの下まで延長されて形成されてもよい。第１半導体１５４ｈ及び第２半導体１５４ｌはアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）、又は金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）などを含んでもよい。

第１半導体１５４ｈ及び第２半導体１５４ｌの上にはそれぞれオーミックコンタクト部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｍｂｅｒ）（図示せず）がさらに形成されてもよい。オーミックコンタクト部材はシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはｎ型不純物が高濃度にドープされたｎ＋水素化アモルファスシリコンなどの物質で形成されてもよい。

第１半導体１５４ｈ、第２半導体１５４ｌ、及びゲート絶縁膜１４０の上には第１データ線１７１ｈ（ｆｉｒｓｔ ｄａｔａ ｌｉｎｅ）、第２データ線１７１ｌ（ｓｅｃｏｎｄ ｄａｔａ ｌｉｎｅ）、第１ソース電極１７３ｈ（ｆｉｒｓｔ ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、第１ドレイン電極１７５ｈ（ｆｉｒｓｔ ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、第２ソース電極１７３ｌ（ｓｅｃｏｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、及び第２ドレイン電極１７５ｌ（ｓｅｃｏｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている。

第１データ線１７１ｈ及び第２データ線１７１ｌはデータ信号を伝達し、図３において主に縦方向に伸びてゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差する。第１データ線１７１ｈと第２データ線１７１ｌは互いに異なるデータ電圧を伝達する。第２データ線１７１ｌによって伝達されるデータ電圧は、第１データ線１７１ｈによって伝達されるデータ電圧より低い。

第１ソース電極１７３ｈは第１データ線１７１ｈから第１ゲート電極１２４ｈの上に突出するように形成され、第２ソース電極１７３ｌは第２データ線１７１ｌから第２ゲート電極１２４ｌの上に突出するように形成されている。第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌは広い一側端部分と棒状の他側端部分とを含む。第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌの広い端部分は、維持電極線１３１の下方向に突出している維持電極１３５と重畳している。第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌの棒状端部分は、第１ソース電極１７３ｈ及び第２ソース電極１７３ｌによってそれぞれ一部が囲まれている。

第１及び第２ゲート電極１２４ｈ、１２４ｌと、第１及び第２ソース電極１７３ｈ、１７３ｌと、第１及び第２ドレイン電極１７５ｈ、１７５ｌとは、第１及び第２半導体１５４ｈ、１５４ｌと共にそれぞれ第１及び第２薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）Ｑｈ、Ｑｌを構成し、薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は各ソース電極１７３ｈ、１７３ｌと各ドレイン電極１７５ｈ、１７５ｌとの間の各半導体１５４ｈ、１５４ｌに形成されている。

第１データ線１７１ｈ、第２データ線１７１ｌ、第１ソース電極１７３ｈ、第１ドレイン電極１７５ｈ、第１ソース電極１７３ｈと第１ドレイン電極１７５ｈとの間に露出されている第１半導体１５４ｈ、第２ソース電極１７３ｌ、第２ドレイン電極１７５ｌ、及び第２ソース電極１７３ｌと第２ドレイン電極１７５ｌとの間に露出されている第２半導体１５４ｌの上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、有機絶縁物質または無機絶縁物質を含んでもよく、単層または多層であってもよい。

保護膜１８０の上には各画素ＰＸ内にカラーフィルタ２３０が形成されている。各カラーフィルタ２３０は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示してもよい。カラーフィルタ２３０は赤色、緑色、及び青色の三原色に限定されず、青緑色（ｃｙａｎ）、紫紅色（ｍａｇｅｎｔａ）、黄色（ｙｅｌｌｏｗ）、白色系の色などを表示してもよい。

隣接するカラーフィルタ２３０の間の領域には第２遮光部材２２０が形成されてもよい。第２遮光部材２２０は画素ＰＸの境界部と薄膜トランジスタの上に形成され、光漏れを防止することができる。つまり、第２遮光部材２２０は第１谷Ｖ１及び第２谷Ｖ２に形成されてもよい。

カラーフィルタ２３０及び第２遮光部材２２０の上には第１絶縁層２４０がさらに形成されてもよい。第１絶縁層２４０は有機絶縁物質を含んでもよく、カラーフィルタ２３０と第２遮光部材２２０を平坦化させる役割を果たす。第１絶縁層２４０は、有機絶縁物質を含む層と無機絶縁物質を含む層が積層された構造を有してもよく、必要によって省略されてもよい。

保護膜１８０及び第１絶縁層２４０には第１ドレイン電極１７５ｈの広い端部分を露出する第１コンタクトホール１８１ｈ、及び第２ドレイン電極１７５ｌの広い端部分を露出する第２コンタクトホール１８１ｌが形成されている。

第１絶縁層２４０の上には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１はインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などのような透明な金属物質を含んでもよい。

画素電極１９１はゲート線１２１及び維持電極線１３１を挟んで互いに分離され、ゲート線１２１及び維持電極線１３１を中心に画素ＰＸの上と下とに配置されて、列方向に隣接する第１副画素電極１９１ｈと第２副画素電極１９１ｌとを含む。つまり、第１副画素電極１９１ｈと第２副画素電極１９１ｌとは、第１谷Ｖ１を挟んで分離されており、第１副画素電極１９１ｈは第１副画素ＰＸａに位置し、第２副画素電極１９１ｌは第２副画素ＰＸｂに位置する。

第１副画素電極１９１ｈは第１コンタクトホール１８１ｈを通じて第１ドレイン電極１７５ｈと接続されており、第２副画素電極１９１ｌは第２コンタクトホール１８１ｌを通じて第２ドレイン電極１７５ｌと接続されている。したがって、第１薄膜トランジスタＱｈ及び第２薄膜トランジスタＱｌがオン状態である時、第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌはそれぞれ第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌから互いに異なるデータ電圧の印加を受ける。画素電極１９１と共通電極２７０との間には電界が形成されてもよい。

第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌそれぞれの全体的な形状は四角形である。第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは、それぞれ、横幹部１９３ｈ、１９３ｌ、及び横幹部１９３ｈ、１９３ｌと交差する縦幹部１９２ｈ、１９２ｌからなる十字形幹部を含む。また、第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは、それぞれ複数の微細枝部１９４ｈ、１９４ｌを含む。

画素電極１９１（第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌ）は、それぞれ、横幹部１９３ｈ、１９３ｌと縦幹部１９２ｈ、１９２ｌによって４つの副領域に分けられる。つまり、第１副画素電極１９１ｈは、横幹部１９３ｈと縦幹部１９２ｈとによって、４つの副領域に分けられる。同様に、第２副画素電極１９１ｌは、横幹部１９３ｌと縦幹部１９２ｌによって４つの副領域に分けられる。微細枝部１９４ｈ、１９４ｌは、横幹部１９３ｈ、１９３ｌ及び縦幹部１９２ｈ、１９２ｌから斜めに伸びており、その伸びる方向はゲート線１２１または横幹部１９３ｈ、１９３ｌとほぼ４５度または１３５度の角を成してもよい。また、隣接する二つの副領域の微細枝部１９４ｈ、１９４ｌが伸びている方向は互いに直交してもよい。

一実施形態において、第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌはそれぞれ第１副画素ＰＸａ及び第２副画素ＰＸｂの外郭を囲む外郭幹部をさらに含んでもよい。

前述の画素の配置形態、薄膜トランジスタの構造及び画素電極の形状は一つの例に過ぎず、本発明はこれに限定されず多様な変形が可能である。

画素電極１９１及び第１絶縁層２４０の上には第１遮光部材２２５が形成されている。第１遮光部材２２５は、前述のように、第１谷Ｖ１に形成され、いずれか一つの微細空間３０５にさらに近いように非対称で形成されている。たとえば、図１に示すように、第１遮光部材２２５は、上下に隣接する微細空間３０５の間の横方向の中心線を中心として、下側の微細空間３０５側に重なるように形成されている。よって、第１遮光部材２２５は、上下に隣接する微細空間３０５の間の横方向の中心線を中心として非対称である。第１谷Ｖ１には薄膜トランジスタＱｈ、Ｑｌが位置しており、第１遮光部材２２５は薄膜トランジスタＱｈ、Ｑｌと重畳するように形成される。特に、第１遮光部材２２５は、薄膜トランジスタＱｈ、Ｑｌと画素電極１９１との接続のために形成される第１コンタクトホール１８１ｈ及び第２コンタクトホール１８１ｌを覆うように形成されて、光漏れを防止する役割を果たす。

第１絶縁層２４０の上に形成される第１遮光部材２２５と、第１絶縁層２４０の下に形成される第２遮光部材２２０は同一の物質を含んでもよく、互いに異なる物質を含んでもよい。特に、第１絶縁層２４０の上に形成される第１遮光部材２２５は画素電極１９１より表面エネルギー（ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ）がさらに高い物質を含んでもよい。また、第１遮光部材２２５は第１絶縁層２４０より表面エネルギーがさらに高い物質を含んでもよい。

画素電極１９１の上には画素電極１９１から一定の距離を有して離隔されるように共通電極２７０が形成されている。画素電極１９１と共通電極２７０との間には微細空間（ｍｉｃｒｏ ｃａｖｉｔｙ）３０５が形成されている。つまり、微細空間３０５は画素電極１９１及び共通電極２７０によって囲まれている。微細空間３０５の幅と広さは表示装置の大きさ及び解像度によって多様に変更されてもよい。但し、本発明はこれに限定されず、共通電極２７０が画素電極１９１と絶縁膜を挟んで形成されてもよい。この時、画素電極１９１と共通電極２７０との間には微細空間３０５が形成されず、微細空間３０５は共通電極２７０の上に形成されてもよい。

共通電極２７０はインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などのような透明な金属物質を含んでもよい。共通電極２７０には一定の電圧が印加され、画素電極１９１と共通電極２７０との間に電界が形成されてもよい。

画素電極１９１の上には第１配向膜１１が形成されている。第１配向膜１１は、画素電極１９１によって覆われていない第１絶縁層２４０の真上にも形成されてもよい。

第１配向膜１１と対向するように共通電極２７０の下には第２配向膜２１が形成されている。

第１配向膜１１及び第２配向膜２１は垂直配向膜からなってもよく、ポリアミック酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの配向物質を含んでもよい。第１及び第２配向膜１１、２１は微細空間３０５の端の側壁で連結されてもよい。

また、第１配向膜１１及び第２配向膜２１を連結する配向物質柱１５が形成されている。配向物質柱１５は、第１配向膜１１及び第２配向膜２１を形成するために微細空間３０５の内部に配向物質を注入して硬化する過程で固体成分が一側端に押されて形成される。配向物質を第１注入口３０７ａを通じて注入する場合、配向物質柱１５は大体第２注入口３０７ｂに隣接して形成される。これとは反対に、配向物質を第２注入口３０７ｂを通じて注入する場合、配向物質柱１５は大体第１注入口３０７ａに隣接して形成される。

画素電極１９１と共通電極２７０との間に位置した微細空間３０５内には液晶分子３１０を含む液晶層が形成されている。液晶分子３１０は負の誘電率異方性を有し、電界が印加されない状態で基板１１０に垂直な方向に配列されてもよい。つまり、垂直配向が行われてもよい。

データ電圧が印加された第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは、共通電極２７０と共に電界を生成することによって、二つの電極１９１、２７０の間の微細空間３０５内に位置した液晶分子３１０の方向を決定する。このように決定された液晶分子３１０の方向により液晶層を通過する光の輝度が変わる。

共通電極２７０の上には第２絶縁層３５０がさらに形成されてもよい。第２絶縁層３５０はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質を含んでもよく、必要によって省略されてもよい。

第２絶縁層３５０の上にはルーフ層３６０が形成されている。ルーフ層３６０は、有機物質を含んでもよい。ルーフ層３６０の下には微細空間３０５が形成されており、ルーフ層３６０は硬化工程によって固くなり微細空間３０５の形状を維持することができる。つまり、ルーフ層３６０は微細空間３０５を挟んで画素電極１９１から離隔されるように形成されている。

ルーフ層３６０は画素行に沿って各画素ＰＸ及び第２谷Ｖ２に形成され、第１谷Ｖ１には形成されない。つまり、ルーフ層３６０は、第１副画素ＰＸａと第２副画素ＰＸｂとの間には形成されない。各第１副画素ＰＸａと第２副画素ＰＸｂとには各ルーフ層３６０の下に微細空間３０５が形成されている。第２谷Ｖ２にはルーフ層３６０の下に微細空間３０５が形成されず、ルーフ層３６０が基板１１０に付着されるように形成されている。したがって、第２谷Ｖ２に位置するルーフ層３６０の厚さが各第１副画素ＰＸａ及び第２副画素ＰＸｂに位置するルーフ層３６０の厚さより厚く形成されてもよい。微細空間３０５の上部面及び両側面はルーフ層３６０によって覆われている形態に構成される。

ルーフ層３６０には微細空間３０５の一部を露出させる注入口３０７ａ、３０７ｂが形成されている。注入口３０７ａ、３０７ｂは、微細空間３０５の第１端の側面を露出させる第１注入口３０７ａ及び微細空間３０５の第２端の側面を露出させる第２注入口３０７ｂを含む。互いに隣接する二つの微細空間３０５のうちのいずれか一つの微細空間３０５の第１注入口３０７ａと他の一つの微細空間３０５の第２注入口３０７ｂとは第１谷Ｖ１を挟んで互いに対向する。注入口３０７ａ、３０７ｂによって微細空間３０５が露出されているため、注入口３０７ａ、３０７ｂを通じて微細空間３０５内部に配向液または液晶物質などを注入することができる。

前述の第１遮光部材２２５は配向物質柱１５が形成されていない注入口３０７ａ、３０７ｂと重畳する。つまり、第１遮光部材２２５は配向物質柱１５と離隔されている。図面において、配向物質柱１５は第２注入口３０７ｂと隣接するように形成される。また、第１遮光部材２２５は第１注入口３０７ａと重畳し、第２注入口３０７ｂとは重畳しない。

ルーフ層３６０の上には第３絶縁層３７０がさらに形成されてもよい。第３絶縁層３７０はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質を含んでもよい。第３絶縁層３７０は、ルーフ層３６０の上部面及び側面を覆うように形成されてもよい。第３絶縁層３７０は、有機物質を含むルーフ層３６０を保護する役割を果たし、必要によって省略されてもよい。

第３絶縁層３７０の上には封止膜３９０が形成されてもよい。封止膜３９０は微細空間３０５の一部を外部に露出させる注入口３０７ａ、３０７ｂを覆うように形成される。つまり、封止膜３９０は、微細空間３０５の内部に形成されている液晶分子３１０が外部に出ないように微細空間３０５を密封することができる。封止膜３９０は、液晶分子３１０と接触するため、液晶分子３１０と反応しない物質を含むことが好ましい。例えば、封止膜３９０はパリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）などを含んでもよい。

封止膜３９０は二重膜、三重膜などのように多重膜であってもよい。二重膜は互いに異なる物質からなる二つの層からなる。三重膜は三つの層からなり、互いに隣接する層の物質が互いに異なる。例えば、封止膜３９０は有機絶縁物質を含む層と無機絶縁物質を含む層を含んでもよい。

図示してはいないが、表示装置の上下部面には偏光板がさらに形成されてもよい。偏光板は第１偏光板及び第２偏光板を含んでもよい。第１偏光板は基板１１０の下部面に取り付けられ、第２偏光板は封止膜３９０の上に取り付けられる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による表示装置において液晶物質が微細空間の内部に注入されて第１谷Ｖ１に液晶物質がほとんど除去される原理について説明する。

まず、図６乃至図８を参照して、液晶物質を第１谷Ｖ１の中央部に落とす場合について説明する。

図６及び図７は液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図であり、図８は本発明の一実施形態による表示装置の一部を示した図面である。

まず、図６に示されているように、ルーフ層３６０を形成した後、封止膜３９０を形成する前に、隣接した二つの微細空間３０５の間の中央部にノズル６００を位置させる。

その次に、ノズル６００を通じて液晶物質５００を基板１１０の上に落とす。液晶物質５００は第１遮光部材２２５と最も先に接するようになる。第１遮光部材２２５は配向物質柱１５が形成されている第２注入口３０７ｂと重畳せず、配向物質柱１５が形成されていない第１注入口３０７ａと重畳する。第１遮光部材２２５は配向物質柱１５と離隔されており、配向物質柱１５と対向する第１遮光部材２２５の端部分の毛細管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｆｏｒｃｅ）が、第１遮光部材２２５の端部分から離れた他の部分より大きい。また、第１遮光部材２２５の表面エネルギーが、画素電極１９１及び／または第１絶縁層２４０の表面エネルギーより大きい。したがって、第１谷Ｖ１内に位置する第１遮光部材２２５の端が中断点（ＢＰ、ｂｒｅａｋ ｐｏｉｎｔ）になる。液晶物質５００は中断点ＢＰを境界にして配向物質柱１５側にそれ以上渡らなくなる。

図７に示されているように、第１谷Ｖ１に離れた液晶物質５００が第１注入口３０７ａを通じて微細空間３０５の内部に全て注入される。配向物質柱１５周辺の第１谷Ｖ１には液晶物質５００が残っていない。ここで、図８において、上下方向の黒色の部分が第１谷Ｖ１であり、第１谷Ｖ１には白色で示される液晶物質５００が残っておらず、微細空間３０５の内部に液晶物質５００が注入されているのがわかる。

このような方法によって実際に製造された本発明の一実施形態による表示装置は図８を参照すると、第１谷Ｖ１に液晶物質が全く残っていないことが分かる。

その次に、図９乃至図１２を参照して、液晶物質を第１谷Ｖ１の端に落とす場合について説明する。

図９乃至図１１は液晶物質が微細空間の内部に注入される過程を示す工程断面図であり、図１２は本発明の一実施形態による表示装置の一部を示した図である。

まず、図９に示されているようにルーフ層３６０を形成した後、封止膜３９０を形成する前に、隣接した二つの微細空間３０５の間にノズル６００を配置する。この時、ノズル６００を微細空間３０５の間の中央部に配置することが好ましいが、誤整列などの理由で端に配置されることもある。

この時、図示してはいないが、ノズル６００が配向物質柱１５が形成されない第１注入口３０７ａと隣接する位置で液晶物質５００を落とせば、液晶物質５００が配向物質柱１５近所にはほとんど位置しなくなる。したがって、液晶物質５００は微細空間３０５の内部に注入され、第１谷Ｖ１には液晶物質５００が残っていなくなる。

これとは反対に、図示されているようにノズル６００が配向物質柱１５が形成されている第２注入口３０７ｂと隣接する位置で液晶物質５００を落とせば、液晶物質５００は第１谷Ｖ１の全領域に均等に位置するようになる。

図１０に示されているように第１谷Ｖ１に落とされた液晶物質５００が第１注入口３０７ａを通じて微細空間３０５の内部に注入され始める。第２注入口３０７ｂは配向物質柱１５によって遮断されているので、液晶物質５００が第２注入口３０７ｂを通じてはほとんど注入されない。

中断点ＢＰを基準に液晶物質５００が両側に分けられる。この時、大部分の液晶物質５００は中断点ＢＰから第１注入口３０７ａ方向に位置しているため、第１注入口３０７ａを通じて微細空間３０５の内部に注入される。中断点ＢＰの毛細管力及び表面エネルギーが周辺より高いため、中断点ＢＰから配向物質柱１５方向に位置している液晶物質５００の一部も第１注入口３０７ａ方向に移動する。

図１１に示されているように、第１谷Ｖ１に落とされた液晶物質５００が第１注入口３０７ａを通じて微細空間３０５の内部にほとんど全て注入される。配向物質柱１５周辺の第１谷Ｖ１には少量の液晶物質５００のみが残っているようになる。

このような方法によって実際に製造された本発明の一実施形態による表示装置は図１２を参照すると、第１谷Ｖ１の一側端にのみ液晶物質が若干残っており、残り部分には液晶物質が残っていないことが分かる。ここで、図１１において、上下方向の黒色の部分が第１谷Ｖ１であり、第１谷Ｖ１には白色で示される液晶物質５００がほとんど残っておらず、微細空間３０５の内部に液晶物質５００が注入されているのがわかる。

このように第１谷Ｖ１に液晶物質が残っていないようにすることによって、封止膜のコーティングが十分に行なわれるようにすることができ、染みが発生するのを防止することができる。

以上の通り、本発明によれば、一つの基板を用いて表示装置を製造することにより、重量、厚さ、製造費用及び製造工程時間を減らすことができる表示装置を提供することができる。

また、本発明によれば、隣接した微細空間の間に遮光部材を非対称に形成することによって、液晶が微細空間の外部に残留するのを防止することができる。

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１１：第１配向膜
１５：配向物質柱
２１：第２配向膜
１２１：ゲート線
１２４ｈ：第１ゲート電極
１２４ｌ：第２ゲート電極
１３１：維持電極線
１３３、１３５：維持電極
１５４ｈ：第１半導体
１５４ｌ：第２半導体
１７３ｈ：第１ソース電極
１７３ｌ：第２ソース電極
１７５ｈ：第１ドレイン電極
１７５ｌ：第２ドレイン電極
１９１：画素電極
１９１ｈ：第１副画素電極
１９１ｌ：第２副画素電極
２２０：第２遮光部材
２２５：第１遮光部材
２４０：第１絶縁層
２７０：共通電極
３０５：微細空間
３０７ａ：第１注入口
３０７ｂ：第２注入口
３１０：液晶分子
３５０：第２絶縁層
３６０：ルーフ層
３７０：第３絶縁層
３９０：封止膜
５００：液晶物質
６００：ノズル

Claims (10)

1. 基板、
   前記基板の上に形成された画素電極、
   前記画素電極の上に前記画素電極と複数の微細空間を挟んで離隔されるように形成されたルーフ層、
   二つの前記微細空間の間に配置され、前記二つの微細空間のうちのいずれか一つの微細空間の第１端と重畳し、他の一つの微細空間の第２端と重畳しない遮光部材、
   前記微細空間の一部を露出させる注入口、
   前記微細空間を満たす液晶層、及び
   前記注入口を覆うように前記ルーフ層の上に形成されて前記微細空間を密封する封止膜を含む表示装置。
2. 前記遮光部材は、前記画素電極の上に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記画素電極の上に形成された第１配向膜、
   前記ルーフ層の下に形成されたる第２配向膜、及び
   前記第１配向膜及び前記第２配向膜を接続する配向物質柱をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記注入口は、
   前記微細空間の第１端の側面を露出させる第１注入口、及び
   前記微細空間の第２端の側面を露出させる第２注入口を含むことを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記配向物質柱は、前記第２注入口に隣接して形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記遮光部材は、前記第１注入口と重畳するように形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記遮光部材は、前記第２注入口と重畳しないことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記遮光部材は、前記配向物質柱と離隔されていることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記遮光部材は、前記画素電極より表面エネルギーがさらに高い物質からなることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
10. 前記画素電極及び前記遮光部材の下に配置される第１絶縁層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。