KR20140025739A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 역 테이퍼진 측벽을 가지는 미세 공간층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층; 및 상기 액정층을 덮는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 미세 공간(Microcavity)내에 존재하는 액정층을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 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 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
EM(Embedded Microcavity) 구조를 갖는 액정 표시 장치는 포토 레지스트로 희생층을 형성하고 상부에 지지 부재를 코팅한 후에 애싱 공정으로 희생층을 제거하고, 희생층 제거로 형성된 빈 공간에 액정을 채워 디스플레이를 만드는 장치이다. 하지만, EM 구조의 측벽으로 인하여 액정층에 인가되는 전계의 왜곡 및 그에 따라 액정 분자가 오정렬하는 부분이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 공통 전극이 희생층을 따라서 꺾인 구조로 형성되어 하부의 화소 전극과 단락되거나 전계가 왜곡되는 문제가 있을 수 있다.
한편, 희생층을 제거하기 위하여 EM(Embedded Microcavity) 구조의 일측을 식각하여 오픈하는 공정을 가지게 되는데, 이와 같은 공정에 의하여 공통 전극은 일 방향으로만 연결된 구조를 가지게 된다. 그 결과 일 방향으로 인가되는 공통 전압은 인가 부분에서 먼 부분(센터 부분)에서 변화된 공통 전압으로 인하여 크로스 토크가 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 분자가 일정한 방향으로 배열하도록 제어할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하거나 공통 전극이 수평 구조를 유지하여 화소 전극과 단락되지 않고 전계가 왜곡되지 않도록 하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하거나 일정한 공통 전압을 가지도록 하여 크로스 토크가 없는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 역 테이퍼진 측벽을 가지는 미세 공간층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층; 상기 액정층을 덮는 공통 전극을 포함한다.
상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응할 수 있다.
상기 공통 전극은 수평인 구조를 가질 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며, 상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같을 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평일 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가질 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾인 구조를 가질 수 있다.
상기 공통 전극을 덮으며, 액정 주입구를 가지는 루프층을 더 포함할 수 있다.
상기 루프층은 액정 주입구를 포함할 수 있다.
상기 액정 주입구는 박막 트랜지스터 형성 영역에 위치할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 액정 주입구 부분에는 형성되어 있지 않을 수 있다.
상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지며, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 포함할 수 있다.
상기 공통 전극 연결부는 상기 차광 부재의 상부에 위치하며, 차광 부재에 의하여 지지되어 있을 수 있다.
상기 공통 전극 연결부는 상기 루프층에 의하여 지지되어 있을 수 있다.
상기 화소 전극은 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 미세 공간층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층; 상기 액정층을 덮는 공통 전극을 포함하며, 상기 공통 전극은 수평인 구조를 가진다.
상기 미세 공간층은 역 테이퍼진 측벽을 가질 수 있다.
상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 미세 공간층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층; 상기 미세 공간층의 옆에 위치하고 있는 차광 부재; 및 상기 액정층 및 상기 차광 부재를 덮는 공통 전극을 포함하며, 상기 차광 부재는 상기 미세 공간층의 높이보다 높거나 같다.
상기 미세 공간층은 역 테이퍼진 측벽을 가질 수 있다.
상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 미세 공간층은 테이퍼진 측벽을 가질 수 있다.
상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 역 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 위에 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 형성하는 단계; 절연 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 차광 부재의 테이퍼진 측벽에 대응하는 역 테이퍼진 측벽을 가지는 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 위에 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 공통 전극위에 루프층을 형성하는 단계; 액정 주입구를 형성하는 단계; 상기 액정 주입구를 통하여 상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계; 및 상기 미세 공간층에 액정을 주입하는 단계를 포함한다.
상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하도록 형성할 수 있다.
상기 차광 부재를 형성하는 단계와 상기 화소 전극을 형성하는 단계 사이에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 희생층을 형성하는 단계에서 상기 희생층의 높이는 상기 차광부재의 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 같도록 형성할 수 있다.
상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평으로 형성할 수 있다.
상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가지도록 형성할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾이도록 형성할 수 있다.
상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역에는 루프층을 형성하지 않을 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 액정 주입구 형성 영역에 형성할 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성할 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성할 수 있다.
상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하지 않을 수 있다.
상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역 중 일부에 루프층을 형성하지 않는 개구부를 형성할 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 개구부에 형성할 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성할 수 있다.
상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성할 수 있다.
상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하고, 상기 희생층을 제거하는 단계에서 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 형성된 희생층을 제거할 수 있다.
상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계는 절연 기판 위에 형성되어 있는 포토 레지스트와 상기 희생층을 함께 습식 식각할 수 있다.
상기 화소 전극을 형성하는 단계는 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 가지도록 화소 전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 위에 차광 부재를 형성하는 단계; 절연 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 차광 부재의 측벽에 대응하는 측벽을 가지는 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층 위에 수평 구조를 가지는 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 공통 전극위에 루프층을 형성하는 단계; 액정 주입구를 형성하는 단계; 상기 액정 주입구를 통하여 상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계; 및 상기 미세 공간층에 액정을 주입하는 단계를 포함한다.
상기 차광 부재의 측벽은 테이퍼져 있으며, 상기 미세 공간층의 측벽은 역 테이퍼져 있을 수 있다.
상기 차광 부재의 측벽은 역 테이퍼져 있으며, 상기 미세 공간층의 측벽은 테이퍼져 있을 수 있다.
이상과 같이 역 테이퍼진 측벽을 가지는 EM 구조를 형성하여 액정층에 인가되는 전계의 왜곡을 줄이고, 액정 분자가 오정렬하는 부분이 발생하지 않도록 하여 액정 분자가 일정한 방향으로 배열하도록 한다. 한편, 공통 전극이 수평 구조를 유지하여 화소 전극과 단락되지 않고 전계가 왜곡되지 않도록 한다. 한편, 공통 전압이 공통 전극의 연장된 방향과 다른 방향(이에 수직한 방향)으로도 인가되도록 하여 공통 전압이 일정한 액정 표시 장치를 제공할 수 있도록 한다. 한편, 액정 분자가 오정렬하는 부분이 발생하는 경우에는 차광 부재의 상부 폭을 넓혀 외부에서 시인되지 않도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 4 내지 도 12는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
도 13은 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 분자가 오정렬되는 상황을 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 충돌에 따라 발생된 텍스쳐 및 빛샘 현상을 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 분자의 정렬 상황을 도시한 도면이다.
도 17 및 도 18은 화소 전극의 구조에 따른 액정 분자의 회전 방향을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 차광 부재의 단면을 찍은 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 23은 도 22의 XXIII-XXIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 24는 도 22의 XXIV-XXIV선을 따라 자른 단면도이다.
도 25 내지 도 30은 도 22의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 32는 도 31의 XXXII-XXXII선을 따라 자른 단면도이다.
도 33은 도 31의 XXXIII-XXXIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 34 내지 도 41은 도 31의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
도 42는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 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 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다. 도 1의 유지 전극의 수평부(135b)는 전단 화소의 수평부(135b)와 분리되지 않은 하나의 배선일 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.
본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’) 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230’)가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230’)가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230’)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(230, 230’)의 위에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 ‘트랜지스터 형성 영역’이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층의 높이에 준하는 높이를 가지므로 미세 공간층의 높이에 준하는 높이로 형성한다. 미세 공간층의 높이는 실시예에 따라서 다양할 수 있으므로 차광 부재(220)의 높이도 다양할 수 있지만, 본 실시예에서 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다.
또한, 차광 부재(220)는 측벽이 테이퍼 구조로 형성되어 테이퍼진 측벽을 가지며, 테이퍼진 측벽의 각도는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3의 단면도에서 도시된 바와 달리 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.
컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 차광 부재(220)의 위치를 변경하여 컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185) 만을 식각하여 접촉구(186a, 186b, 186c)를 형성할 수도 있다.
제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.
제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.
제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위이며, 미세 공간층(305; 도 12B 참고)에 주입된 액정층(3)의 상부에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 차광 부재(220) 위에 위치하는 제2 보호막(185)의 높이를 기준으로 수평인 구조를 가진다. 그 결과 공통 전극(270)이 화소 전극(192)과 일정 거리를 두고 떨어져 있어 서로 단락될 우려가 없고, 공통 전극(270)이 미세 공간층(305)의 측면을 따라서 꺾여 있지 않아 전계가 왜곡되지 않는다. 공통 전극(270)이 미세 공간층의 위에서도 수평을 유지할 수 있는 이유는 아래 설명할 루프층(312)이 지지해주고 있기 때문이다. 또한, 공통 전극(270)이 액정 주입구(335) 부분에는 형성되지 않아 게이트선의 방향(좌우 방향)을 따라서 연장된 구조를 가진다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
공통 전극(270)의 위에는 하부 절연층(311)이 위치한다. 하부 절연층(311)은 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다. 하부 절연층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 액정 주입구(335)는 미세 공간층(305)을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다. 이에 대해서는 제조 방법을 설명하면서 상세하게 살펴본다.
또한, 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층(305)은 측벽이 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하므로, 미세 공간층(305)의 측벽은 역테이퍼진 측벽을 가진다.
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 공통 전극(270)의 하부 및 화소 전극(192)의 상부에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다. 배향막은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
미세 공간층(305)의 내부(정확하게는, 배향막의 내부)에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정 분자(310)는 배향막에 의하여 초기 배열하며, 인가되는 전계에 따라서 배열 방향이 변한다. 액정층(3)의 높이는 미세 공간층(305)의 높이에 대응하며, 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220)의 높이에 상응한다. 본 실시예에서 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220) 위에 위치하고 있는 제2 보호막(185)의 높이와 같다. 본 실시예에서의 액정층(3)의 두께는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이로 형성될 수 있다. 액정층(3)의 두께를 키우고자 하는 경우에는 차광 부재(220)도 높게 형성할 필요가 있다.
미세 공간층(305)에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간층(305)에 주입될 수 있으며, 배향막도 모관력에 의하여 형성될 수 있다.
하부 절연층(311)의 위에는 루프층(312)이 형성되어 있다. 루프층(312)은 화소 전극(192)과 공통 전극(270)의 사이 공간(미세 공간층(Microcavity))이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에 따른 루프층(312)은 공통 전극(270)의 상부에 일정한 두께로 미세 공간층(305)을 지지하는 역할을 하며, 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다.
루프층(312)의 위에는 상부 절연층(313)이 형성되어 있다. 상부 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 루프층(312)과 상부 절연층(313)은 하부 절연층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 12를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
도 4 내지 도 12는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
먼저, 도 4는 절연 기판(110)위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)이 형성된 배치도이다.
도 4을 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전압선(131)을 형성한다. 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)은 동일한 물질로 동일한 마스크에 의하여 함께 형성될 수 있다. 또한, 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함하고, 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다. 게이트선(121)에는 게이트 전압이 인가되고, 유지 전압선(131)에는 유지 전압이 인가되므로 서로 떨어져 형성되어 있다. 유지 전압은 일정한 전압 레벨을 가지거나 스윙하는 전압 레벨을 가질 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 이들을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다.
그 후, 도 5 및 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이, 게이트 절연막(140) 위에 반도체(151, 154, 155), 데이터선(171) 및 소스/드레인 전극(173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c)를 형성한다.
도 5는 반도체(151, 154, 155)를 형성한 배치도를 도시하고 있고, 도 6은 데이터선(171) 및 소스/드레인 전극(173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c)를 형성한 배치도를 도시하고 있지만, 실제로는 아래와 같은 공정에 의하여 반도체(151, 154, 155), 데이터선(171) 및 소스/드레인 전극(173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c)가 함께 형성될 수 있다.
즉, 반도체를 형성하는 물질과 데이터선/소스/드레인 전극을 형성하는 물질을 순차적으로 적층한다. 그 후, 하나의 마스크(슬릿 마스크 또는 반투과 마스크)를 통하여 노광, 현상하고 식각하는 한번의 공정을 통하여 두 패턴을 함께 형성한다. 이 때, 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 식각되지 않도록 하기 위하여 해당 부분에는 마스크의 슬릿 또는 반투과 영역을 통하여 노광한다.
이 때, 각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수도 있다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 전 영역에 걸쳐 제1 보호막(180)을 형성한다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
그 후, 도 7A 내지 도 7C에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230) 및 차광 부재(Black matrix; 220)를 형성한다. 여기서, 도 7A는 도 1에 대응하는 배치도이며, 도 7B 및 도 7C는 도 2에 대응하는 단면도로 도 7B에서는 마스크(500)를 이용하여 노광하는 단계를 도시하고 있으며, 도 7C는 노광 및 식각 이후에 형성된 차광 부재(220)를 도시하고 있는 단면도이다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)를 형성함에 있어서, 먼저 컬러 필터(230)를 형성한다. 하나의 색의 컬러 필터(230)는 세로 방향(데이터선 방향)으로 길게 형성하며, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소에는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230’)를 형성한다. 그 결과 각 색의 컬러 필터(230) 별로 노광, 현상 및 식각 공정을 진행하여야 한다. 삼원색을 포함하는 액정 표시 장치는 각각 3번의 노광, 현상 및 식각 공정에 의하여 컬러 필터(230)를 형성한다. 이 때, 데이터선(171)의 위에서는 먼저 형성한 컬러 필터(230’)는 하부에 위치하고, 이후에 형성한 컬러 필터(230)는 상부에 위치하면서 중첩할 수 있다.
컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
컬러 필터(230)의 위에는 빛이 투과하지 못하는 물질로 차광 부재(220)를 형성한다. 도 7A의 빗금 부분(차광 부재(220)를 나타냄)을 참고하면, 차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성한다. 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 도 7A에서 도시되어 있는 바와 같이 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 트랜지스터 형성 영역을 따라서 가로 방향으로 형성된 부분과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 세로 방향으로 형성된 부분을 가진다.
차광 부재(220)는 일정 높이로 형성되어 액정층(3)이 주입될 미세 공간층(305)을 확보한다. 차광 부재(220)는 스페이서를 형성하는 유기물에 빛을 차단하는 검은색 안료를 포함하여 형성될 수 있으며, 도 19에서는 차광 부재(220)가 다양한 높이로 형성될 수 있음을 도시하고 있다. 본 실시예에서 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다.
또한, 차광 부재(220)의 측벽은 테이퍼진 측벽으로 형성한다. 테이퍼진 측벽을 형성하기 위하여 마스크에 반투과 패턴 또는 슬릿 패턴을 형성하고 이를 이용하여 노광량을 조절하여 형성할 수도 있다. 하지만, 반투과 패턴이나 슬릿 패턴 없이도 식각하는 공정에서 자연스럽게 테이퍼진 측벽으로 형성될 수도 있다.
도 8A 및 도 8B를 참고하면, 컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 전체 영역에 걸쳐서 제2 보호막(185)을 형성한다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
그 후, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)를 형성한다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)를 노출시키는 제3 접촉구(186c)를 형성한다.
그 후, 제2 보호막(185) 위에 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)을 형성한다. 이 때, 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 또한, 제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결한다. 또한, 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시키는 연결 부재(194)도 형성한다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 도 8B는 도 2에 대응하는 도면으로 도 8A까지 형성된 단면도를 도시하고 있다.
그 후, 도 9A 및 도 9B에서 도시하고 있는 바와 같이 개구부(301)를 가지는 희생층(300)을 형성한다. 희생층(300)은 포토 레지스트(PR) 등의 유기 물질로 형성될 수 있으며, 포토 레지스트(PR)를 적층한 후 마스크(500)로 노광하고 현상 및 식각하여 희생층(300)을 완성한다. 희생층(300)은 차광 부재(220)가 형성되지 않은 영역을 중심으로 형성되어 차광 부재(220)의 측벽과 희생층(300)의 측벽은 서로 대응하는 관계를 가진다. 그 결과 희생층(300)의 측벽은 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하여 역테이퍼진 측벽을 가진다. 희생층(300)은 미세 공간층(Microcavity)이 형성될 위치에 미세 공간층(Microcavity)의 구조에 대응하는 본체와 인접하는 본체의 사이에 위치하는 개구부(301)를 가진다. 개구부(301)의 폭은 약 2.5㎛를 가질 수 있다. 또한, 희생층(300)의 높이는 차광 부재(220)의 상부면에 제2 보호막(185)이 형성된 높이와 같도록 형성한다. 도 9B에서는 차광 부재(220)의 상부면 위에 희생층(300)용 포토 레지스트(PR)이 남아 있는 것처럼 도시되어 있는데, 이는 마스크로 노광하는 단계이므로 남아 있는 것이며, 식각 이후에는 희생층(300)이 차광 부재(220)의 위에 남아 있지 않는다. 하지만, 실시예에 따라서는 남아 있을 수도 있다.
그 후, 도 10A 및 도 10B에서 도시하고 있는 바와 같이, 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)을 순차적으로 형성한다. 즉, ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한 후, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 하부 절연층 형성 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한다. 그 결과 하부 절연층(311)은 공통 전극(270)을 덮으며 형성된다.
그 후, 도 11A에서 도시하고 있는 바와 같이, 루프층(312)을 형성한다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함하여 형성할 수 있으며, 액정 주입구(335)의 형성 공정에서 식각되는 영역(이하, ‘액정 주입구 오픈 영역 ’이라 함)에는 루프층(312)을 형성하지 않는다. 도 11A에서 액정 주입구 오픈 영역은 박막 트랜지스터 형성 영역에 대응하여 형성되는 것이 도시되어 있으며, 게이트선의 형성 방향을 따라서 연장된 구조를 가진다. 또한, 해당 영역에선 루프층(312)이 형성되지 않으므로, 도 10A 및 도 10B에서 전체적으로 형성한 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)이 노출되어 있음을 번호를 부여하여 간접적으로 도시하였다. 실제로는 액정 주입구 오픈 영역에서는 실제로 하부 절연층(311)의 상부면 만이 노출되지만, 층상 관계를 나타내기 위하여 공통 전극(270)의 번호도 함께 표시하였다.
루프층(312)의 형성은 패널 전체 영역에 유기 물질을 포함하는 루프층용 물질을 적층한 후 마스크를 사용하여 노광, 현상한 후 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 영역의 루프층용 물질을 제거하여 루프층(312)을 형성한다. 이 때, 루프층(312)의 하부에 형성되는 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)은 식각하지 않아 노출된다. 액정 주입구 오픈 영역에는 희생층(300), 공통 전극(270), 하부 절연층(311)만 형성되어 있고, 그 외의 영역에는 희생층(300) 또는 개구부(301), 공통 전극(270), 하부 절연층(311) 및 루프층(312)이 적층되어 있다.
그 후, 도 11B, 도 11C, 도 12A 및 도 12B에서 도시하고 있는 바와 같이, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 상부 절연층용 물질을 적층(도 11A, 도 11B 참고)하고, 액정 주입구 오픈 영역을 식각(도 12A, 도 12B 참고)하여 상부 절연층(313) 및 액정 주입구(335)를 형성한다.
상세하게 살펴보면, 도 11B 및 도 11C와 같이 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 상부 절연층용 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한다. 그 결과 도 11B 및 도 11C에서와 같이 상부 절연층용 물질(313)이 루프층(312)의 위에도 형성되며, 루프층(312)이 형성되지 않은 액정 주입구 오픈 영역에도 형성되어 액정 주입구 오픈 영역의 하부 절연층(311) 위에 상부 절연층용 물질(313)이 형성되어 있음이 도시되어 있다. 도 11B에서 270/311/313은 공통 전극(270), 하부 절연층(311) 및 상부 절연층용 물질(313)이 액정 주입구 오픈 영역에 순차적으로 적층되어 있음을 나타내고 있다. 한편, 도 11C에서는 액정 주입구 오픈 영역은 삭제되어 도시되어 있지 않으므로, 공통 전극(270), 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층용 물질(313)이 순차적으로 적층된 구조가 도시되어 있다.
그 후, 도 12A 및 도 12B에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역을 식각하는 공정을 수행한다. 액정 주입구 오픈 영역을 식각하기 위해서는 포토 레지스트(PR)를 전체 영역에 형성하고, 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 포토 레지스트(PR)는 제거하여 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 그 후 포토 레지스트 패턴에 따라서 식각하여 액정 주입구 오픈 영역을 식각한다. 이때, 액정 주입구 오픈 영역에서 식각되는 층은 상부 절연층용 물질(313), 하부 절연층(311), 공통 전극(270) 및 희생층(300)이 식각되며, 그 아래의 층은 식각하지 않는다. 실시예에 따라서는 희생층(300)은 일부만 식각되거나 전혀 식각되지 않을 수도 있다. 여기서, 액정 주입구 오픈 영역을 식각하는 공정은 건식 식각(dry etch)으로 형성될 수 있으며, 식각하는 층을 함께 식각시킬 수 있는 식각액이 있는 경우 습식 식각(wet etch)로 식각할 수도 있다. 도 12B에서의 화살표는 액정 주입구 오픈 영역을 식각하는 것을 나타낸 것이다.
그 후, 도 12B에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역을 통하여 희생층(300)을 제거하여 미세 공간층(305)을 형성하는 공정을 수행한다. 본 실시예에서는 희생층(300)은 포토 레지스트(PR)로 형성하였으므로, 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 제거하는 공정과 함께 진행될 수 있다. 즉, 포토 레지스트 패턴을 제거하는 식각액(예를 들면, 포토 레지스트 스트리퍼(stripper))에 담구어 희생층(300)과 함께 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 습식 식각할 수 있다. 이와 같은 공정에 의하면 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트(PR)를 제거하는 공정과 희생층(300)을 제거하는 공정을 함께 수행할 수 있어 제조 공정이 짧아지는 장점을 가진다. 하지만, 희생층(300)을 포토 레지스트(PR)가 아닌 물질로 형성하는 경우에는 별도로 두 공정을 진행할 수도 있다. 또한, 희생층(300)은 습식 식각이 아닌 건식 식각으로도 진행될 수 있다.
그 후에는 도 2 및 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 미세 공간층(305)에 배향막(도시하지 않음) 또는 액정층(3)을 모관력(capillary force)을 이용하여 주입한다.
그 후, 도시하고 있지 않지만, 미세 공간층(305)에 주입된 액정층(3)이 밖으로 새어 나오는 것을 막기 위하여 미세 공간층(305)을 봉하는 공정을 진행할 수도 있다.
이상의 실시예에서는 액정 주입구 오픈 영역을 형성하는 포토 레지스트(PR)와 희생층(300)을 함께 제거하여 공정 시간을 단축시켰다. 또한, 루프층(312)을 형성함에 있어서 액정 주입구 오픈 영역에는 루프층(312)을 제거하여 추후 액정 주입구 오픈시에 공정 시간을 줄인다. 또한, 도 11A에서 액정 주입구 오픈 영역의 루프층(312)을 제거할 때 사용하는 마스크와 도 12A와 도 12B에서 액정 주입구 오픈 영역을 식각하기 위하여 포토 레지스트(PR)를 형성하는 마스크는 서로 동일한 마스크를 사용할 수도 있다. 뿐만 아니라, 이상의 실시예와 달리 루프층(312)을 형성할 때 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 루프층(312)을 제거하지 않을 수도 있으며, 이와 같은 경우에는 도 12A 및 도 12B와 같이 액정 주입구 오픈 영역을 식각할 때, 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 루프층(312)도 함께 식각할 수도 있다.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
또한, 절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)을 부착하는 공정이 더 추가될 수 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
이상의 실시예에서는 희생층(300)의 측벽이 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하여 역테이퍼 구조를 가진다. 그 결과 미세 공간층(305)도 측벽이 역테이퍼 구조를 가진다. 이상과 같은 미세 공간층(305)의 구조로 인하여 액정 분자(310)가 오정렬하는 것을 막을 수 있는 장점이 있는데, 이에 대해서는 아래의 도 13 내지 도 18을 참고하여 상세하게 살펴본다.
도 13은 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 분자가 오정렬되는 상황을 도시한 도면이다.
도 13에서 도시하고 있는 바와 같이 비교예에 따른 액정 표시 장치는 액정층을 포함하고 있는 미세 공간층의 측벽은 테이퍼 구조를 가진다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 미세 공간층(305)의 측벽이 역테이퍼 구조를 가지지만, 비교예의 미세 공간층의 측벽은 테이퍼 구조를 가지는 차이가 있다. 비교예에서는 차광 부재가 낮게 형성되고, 그 위에 루프층이 지지대 역할을 하면서 형성되거 있고, 지지대 역할의 루프층의 측벽이 역 테이퍼 구조를 가지고, 미세 공간층의 측벽은 테이퍼 구조를 가진다.
도 13의 미세 공간층의 측벽 부분에서 배열된 액정층은 측벽의 경사로 인하여 다른 부분의 액정 분자와 배열 방향이 어긋나는 것을 확인할 수 있다.
이렇게 액정 분자의 배열 방향이 어긋나는 것은 도 14 및 도 15에서 도시하고 있는 바와 같이 디스크리네이션(Disclination)으로 인한 텍스쳐(Texture) 및 빛샘 현상이 발생한다.
도 14 및 도 15는 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 충돌에 따라 발생된 텍스쳐 및 빛샘 현상을 보여주는 도면이다.
이와 같은 비교예의 단점은 본 발명의 실시예에서와 같이 미세 공간층(305)의 측벽을 역 테이퍼 구조를 가지도록 함으로서 극복되며, 도 16에서 이를 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 액정 분자의 정렬 상황을 도시한 도면이다.
도 16에 의하면 미세 공간층(305)의 측벽이 역 테이퍼 구조를 가져 미세 공간층의 측변 부근의 액정 분자가 동일한 배열 방향을 가져 액정 분자 배열의 오정렬 문제가 발생하지 않는다. (도 16의 P 영역 참고)
다시 도 13을 참고하면, 비교예에 따른 액정 표시 장치에서의 공통 전극(270)은 루프층의 아래에 위치하며, 차광 부재(220)의 위에서는 루프층(312)을 지지하고 있는 지지대와 차광 부재(220)의 사이로 내려와서 위치하고 있다. 이와 같은 공통 전극(270)의 구조는 하부의 화소 전극(192)과 쇼트가 발생될 우려가 높고, 공통 전극(270)이 꺾이는 부분 및 차광 부재(220)쪽으로 내려와 있는 부분에서 전계를 왜곡시키는 문제를 발생시킨다.
이에 반하여, 본 발명의 실시예에서는 공통 전극(270)이 차광 부재(220)의 위에 일자로 형성되어 하부의 화소 전극과 쇼트의 우려가 없고, 전계도 왜곡되지 않는 장점을 가진다.
뿐만 아니라 본 발명의 실시예에 따르면 도 18과 같은 화소 전극 구조를 사용할 수 있다.
도 17 및 도 18은 화소 전극의 구조에 따른 액정 분자의 회전 방향을 도시한 도면이다.
즉, 비교례는 도 13에서와 같이 미세 공간층의 측벽 부분에서 액정 분자가 바깥을 향하여 눕기 때문에 액정 분자가 전체적으로 동일하게 바깥쪽으로 눕는 구조의 화소 전극을 사용할 수 있다.
이와 같은 화소 전극의 구조는 도 17에서 도시하고 있다. 도 17의 화소 전극(192’)은 외곽을 두르는 4개의 변으로부터 약 45도의 각도로 뻗어 나온 미세 가지부가 돌출되어 있으며, 화소 전극의 중앙에는 개구부(193)가 형성되어 있다. 개구부(193)는 십자 형태의 줄기 개구부와 그로부터 약 45도로 뻗어 있는 가지 개구부를 가진다.
도 17과 같은 구조는 액정 분자가 자연스럽게 외측으로 눕게 되므로 도 13에서와 같은 비교예에 적용하면 액정 분자가 미세 공간층의 측변 영역뿐만 아니라 전 영역에서 바깥쪽으로 누워 디스크리네이션이 발생하지 않는다.
하지만, 본 발명의 실시예와 같이 역테이퍼진 측벽을 가지는 미세 공간층(305)을 사용하는 경우 미세 공간층(305)의 측벽 부분에서 액정층은 내측으로 눕기 때문에(도 16 참고), 도 17과 달리 도 18의 구조를 가지는 화소 전극을 사용할 수 있다.
도 18에서 도시하고 있는 화소 전극(192)은 화소 전극의 중앙에 십자 모양의 가지 전극(193’)이 존재하며, 그로부터 약 45도의 각도로 미세 가지부가 뻗어 나와 있다. 도 18과 같은 화소 전극은 액정 분자가 자연스럽게 내측으로 누울 수 있어 본 발명의 실시예에 따른 미세 공간층(305)의 측변 영역뿐만 아니라 전 영역에서 액정 분자의 오정렬이 발생하지 않는다.
이상과 같이 본 발명의 실시예와 비교예의 기본적인 차이는 미세 공간층의 측변이 역 테이퍼 구조를 가지는지 아니면 테이퍼 구조를 가지는지에 있다. 이와 같은 측벽의 구조적인 차이는 차광 부재(220)의 구조로부터 기인한다. 즉, 비교예에서는 차광 부재가 미세 공간층보다 낮게 형성되어 미세 공간층을 형성하는데 영향을 주지 못하지만, 본 발명의 실시예에서는 차광 부재(220)가 미세 공간층의 높이에 준하여 테이퍼진 측벽을 가지면서 형성되므로 미세 공간층의 측벽이 이에 대응하여 역 테이퍼진 구조를 가진다. 즉, 차광 부재(220)가 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있어야 하는데, 이에 대해서는 도 19에서 차광 부재(220)의 단면 사진을 통하여 높이를 보여주고 있다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 차광 부재의 단면을 찍은 도면이다.
도 19에서 나타나 있는 사진과 같이 차광 부재(220)는 1.5㎛ 이상 3㎛의 높이를 가질 수 있다. 도 19에서는 3㎛까지의 높이의 경우만 사진으로 나타나 있지만, 차광 부재(220)의 재료 및 공정 조건을 조절하여 그 이상의 높이까지 형성할 수 있다. 이에 차광 부재(220)가 본 발명의 실시예에서 요구하는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다.
이하의 도 20 및 도 21에서는 본 발명의 실시예인 도 2와 달리 공통 전극(270)이 약간 꺾이는 구조를 가지고 있다. 도 1과 같이 공통 전극(270)이 완전하게 굴곡없이 수평인 구조를 가지는 것이 바람직하지만, 제조 공정의 오차 등으로 일부 꺾이는 구조를 가질 수도 있다. 이와 같은 도 20 및 도 21의 실시예는 도 1과 달리 전계가 약간 왜곡될 수 있지만, 공통 전극(270)이 미세 공간층(305)의 측면을 따라서 꺾여 있는 구조와 같이 많이 꺾이지 않으므로 전계의 왜곡은 미미하다. 또한, 공통 전극(270)이 여전히 화소 전극(192)과 일정 거리를 두고 떨어져 있어 서로 단락될 우려가 없다.
이하 도 20 및 도 21을 통하여 상세하게 살펴본다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 20 및 도 21은 도 2에 대응되는 도면으로 공통 전극(270)이 미세 공간층(305)에서의 높이가 도 2에서의 높이에 비하여 낮아서 공통 전극(270)이 차광 부재(220)의 주변에서 꺾이는 구조를 가지고 있다. 즉, 희생층(300)의 상부면의 높이가 차광 부재(220)의 상부면의 높이보다 낮으면, 공통 전극(270)이 차광 부재(220) 주위에서 꺾여 올라가는 구조를 가진다.
도 20과 도 21의 차이는 도 21의 경우 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 사이에 층간 보호막(180’)이 형성되어 있는 실시예를 도시하고 있다.
한편, 도 20 및 도 21과 달리 공통 전극(270)이 미세 공간층(305)에서의 높이가 도 2에서의 높이에 비하여 높아서 공통 전극(270)이 차광 부재(220)의 주변에서 아래로 꺾이는 구조를 가질 수도 있다.
이상과 같은 구조는 희생층(300) 및 차광 부재(220)의 높이를 공정 상으로 정확하게 일치시키기 어려워서 발생될 수도 있다.
이상에서는 미세 공간층(305)이 역 테이퍼진 측벽을 가지는 액정 표시 장치에 대하여 살펴보았다.
이하에서는 이에 더하여 액정 주입구(335)를 식각하면서 공통 전극(270)이 일 방향(예를 들면 수평 방향, 게이트선 방향)으로만 연결되는 구조를 가짐으로 인하여 공통 전압이 타 방향(예를 들면, 수직 방향, 데이터선 방향)으로 인가되지 않아서 발생하는 공통 전압의 차이를 제거하기 위한 액정 표시 장치에 대하여 살펴본다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 23은 도 22의 XXIII-XXIII선을 따라 자른 단면도이고, 도 24는 도 22의 XXIV-XXIV선을 따라 자른 단면도이다.
도 22의 실시예에서는 도 1과 달리 공통 전극(270)을 액정 주입구(335) 부분에서 상하 방향(데이터선 방향)으로 연결하는 공통 전극 연결부(271)를 가진다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.
본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’) 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230’)가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230’)가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230’)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(230, 230’)의 위에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 ‘트랜지스터 형성 영역 ’이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층의 높이에 준하는 높이를 가지므로 미세 공간층의 높이에 준하는 높이로 형성한다. 미세 공간층의 높이는 실시예에 따라서 다양할 수 있으므로 차광 부재(220)의 높이도 다양할 수 있지만, 본 실시예에서 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다.
또한, 차광 부재(220)는 측벽이 테이퍼 구조로 형성되어 테이퍼진 측벽을 가지며, 테이퍼진 측벽의 각도는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3의 단면도에서 도시된 바와 달리 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.
컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 차광 부재(220)의 위치를 변경하여 컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185) 만을 식각하여 접촉구(186a, 186b, 186c)를 형성할 수도 있다.
제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.
제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.
제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위이며, 미세 공간층(305; 도 12B 참고)에 주입된 액정층(3)의 상부에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 차광 부재(220) 위에 위치하는 제2 보호막(185)의 높이를 기준으로 수평인 구조를 가진다. 공통 전극(270)이 미세 공간층의 위에서도 수평을 유지할 수 있는 이유는 아래 설명할 루프층(312)이 지지해주고 있기 때문이다.
또한, 공통 전극(270)이 액정 주입구(335) 부분에는 형성되지 않아 게이트선의 방향(좌우 방향)을 따라서 연장된 구조를 가진다. 하지만, 도 22의 실시예에서는 공통 전극(270)을 상하 방향(데이터선 방향)으로 연결하는 공통 전극 연결부(271)을 가진다. 공통 전극 연결부(271)로 인하여 공통 전압이 게이트선 방향으로만 인가되지 않고 데이터선 방향으로도 인가되어 공통 전압이 표시 영역의 중앙 부분에서 변화하지 않도록 한다. 그 결과 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 공통 전극 연결부(271)는 차광 부재(220) 및 제2 보호막(185)에 의하여 지지된다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
공통 전극(270)의 위에는 하부 절연층(311)이 위치한다. 하부 절연층(311)은 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다. 하부 절연층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 액정 주입구(335)는 미세 공간층(305)을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다. 이에 대해서는 제조 방법을 설명하면서 상세하게 살펴본다.
또한, 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층(305)은 측벽이 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하므로, 미세 공간층(305)의 측벽은 역테이퍼진 측벽을 가진다.
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 공통 전극(270)의 하부 및 화소 전극(192)의 상부에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다. 배향막은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
미세 공간층(305)의 내부(정확하게는, 배향막의 내부)에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정 분자(310)는 배향막에 의하여 초기 배열하며, 인가되는 전계에 따라서 배열 방향이 변한다. 액정층(3)의 높이는 미세 공간층(305)의 높이에 대응하며, 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220)의 높이에 상응한다. 본 실시예에서 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220) 위에 위치하고 있는 제2 보호막(185)의 높이와 같다. 본 실시예에서의 액정층(3)의 두께는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이로 형성될 수 있다. 액정층(3)의 두께를 키우고자 하는 경우에는 차광 부재(220)도 높게 형성할 필요가 있다.
미세 공간층(305)에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간층(305)에 주입될 수 있으며, 배향막도 모관력에 의하여 형성될 수 있다.
하부 절연층(311)의 위에는 루프층(312)가 형성되어 있다. 루프층(312)는 일정한 두께로 미세 공간층(305)을 지지하는 역할을 한다. 또한, 미세 공간층(305) 및 액정층(3)에 의하여 발생한 단차를 제거할 수도 있다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
루프층(312)의 위에는 상부 절연층(313)이 형성되어 있다. 상부 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 루프층(312)과 상부 절연층(313)은 하부 절연층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
이하에서는 도 25 내지 도 30을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
도 25 내지 도 30은 도 22의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
먼저, 도 25A는 도 7A에 대응하며, 도 4 내지 도 6의 과정은 도 22의 실시예에서도 동일하게 적용된다.
즉, 먼저, 절연 기판(110)위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)을 형성하고, 게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 이들을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다.
그 후, 게이트 절연막(140) 위에 반도체(151, 154, 155), 데이터선(171) 및 소스/드레인 전극(173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c)를 형성한다.
그 후, 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 전 영역에 걸쳐 제1 보호막(180)을 형성한다. 그 후, 제1 보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)를 형성한다. 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
그 후, 도 25A 내지 도 25G에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 보호막(180) 및 컬러 필터(230)위에는 빛이 투과하지 못하는 물질로 차광 부재(220)를 형성한다. 도 25A의 빗금 부분(차광 부재(220)를 나타냄)을 참고하면, 차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성한다. 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 도 25A에서 도시되어 있는 바와 같이 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 트랜지스터 형성 영역을 따라서 가로 방향으로 형성된 부분과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 세로 방향으로 형성된 부분을 가진다.
차광 부재(220)의 형성 방법을 도 25B 내지 도 25G를 통하여 보다 상세하게 살펴보면 아래와 같다. 여기서, 도 25B, 도 25D 및 도 25F는 도 23에 대응하며, 도 25C, 도 25E 및 도 25G는 도 24에 대응한다.
도 25B 및 도 25C와 같이, 제1 보호막(180) 및 컬러 필터(230)위에 빛이 투과하지 못하는 물질을 적층한다.
그 후, 도 25D 및 도 25E와 같이, 마스크(500)를 사용하여 노광하여 도 25F 및 도 25G와 같은 차광 부재(220)를 형성한다. 도 22의 실시예에서는 도 25F에서 알 수 있는 바와 같이 공통 전극 연결부(271)가 지나가는 영역(이하 연결 영역이라 함)에서의 차광 부재(220)의 높이가 높게 돌출되어 있다. 한편, 도 22의 실시예에서도 미세 공간층(305)을 확보하기 위해서 차광 부재(220)가 일정 높이로 형성된다. 이는 도 24에서 좌우 측에 형성된 차광 부재(220)로부터 확인할 수 있으며, 본 실시예에서 미세 공간층(305)을 확보하기 위한 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다. 이와 같이 차광 부재(220)의 높이를 다양하게 형성하기 위해서 마스크(500)에는 빛을 일부만 투과시키는 반투과 영역이나 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
차광 부재(220)는 스페이서를 형성하는 유기물에 빛을 차단하는 검은색 안료를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 차광 부재(220)의 측벽은 테이퍼진 측벽으로 형성한다. 테이퍼진 측벽을 형성하기 위하여 마스크에 반투과 패턴 또는 슬릿 패턴을 형성하고 이를 이용하여 노광량을 조절하여 형성할 수도 있다. 하지만, 반투과 패턴이나 슬릿 패턴 없이도 식각하는 공정에서 자연스럽게 테이퍼진 측벽으로 형성될 수도 있다.
도 25F 및 도 25G를 참고하면, 컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 전체 영역에 걸쳐서 제2 보호막(185)을 형성한다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
그 후, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)를 형성한다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)를 형성한다.
그 후, 도 26A 내지 도 26C에서 도시하고 있는 바와 같이 제2 보호막(185) 위에 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)을 형성한다. 이 때, 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 또한, 제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결한다. 또한, 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시키는 연결 부재(194)도 형성한다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
그 후, 도 27A 내지 도 27C에서 도시하고 있는 바와 같이 개구부(301)를 가지는 희생층(300)을 형성한다. 희생층(300)은 포토 레지스트(PR) 등의 유기 물질로 형성될 수 있으며, 포토 레지스트(PR)를 적층한 후 마스크(500)로 노광하고 현상 및 식각하여 희생층(300)을 완성한다. 희생층(300)은 차광 부재(220)가 형성되지 않은 영역을 중심으로 형성되어 차광 부재(220)의 측벽과 희생층(300)의 측벽은 서로 대응하는 관계를 가진다. 그 결과 희생층(300)의 측벽은 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하여 역테이퍼진 측벽을 가진다. 희생층(300)은 미세 공간층(Microcavity)이 형성될 위치에 미세 공간층(Microcavity)의 구조에 대응하는 본체와 인접하는 본체의 사이에 위치하는 개구부(301)를 가진다. 개구부(301)의 폭은 약 2.5㎛를 가질 수 있다. 또한, 희생층(300)의 높이는 차광 부재(220)의 상부면에 제2 보호막(185)이 형성된 높이와 같도록 형성한다.
그 후, 도 28A 내지 도 28C에서 도시하고 있는 바와 같이, 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)을 순차적으로 형성한다. 즉, ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한 후, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 하부 절연층 형성 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한다. 그 결과 하부 절연층(311)은 공통 전극(270)을 덮으며 형성된다.
그 후, 도 29A 내지 도 29D에서 도시하고 있는 바와 같이, 루프층(312)을 형성한다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함하여 형성할 수 있으며, 액정 주입구(335)의 형성 공정에서 식각되는 영역(이하, ‘액정 주입구 오픈 영역’ 이라 함)에는 루프층(312)을 형성하지 않는다. 도 29A에서 액정 주입구 오픈 영역은 박막 트랜지스터 형성 영역에 대응하여 형성되는 것이 도시되어 있다. 또한, 해당 영역에선 루프층(312)이 형성되지 않으므로, 도 29A 내지 도 29D에서 전체적으로 형성한 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)이 노출되어 있음을 번호를 부여하여 간접적으로 도시하였다.
루프층(312)의 형성은 패널 전체 영역에 유기 물질을 포함하는 루프층용 물질을 적층한 후 마스크를 사용하여 노광, 현상한 후 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 영역의 루프층용 물질을 제거하여 루프층(312)을 형성한다. 이 때, 루프층(312)의 하부에 형성되는 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)은 식각하지 않아 노출된다. 액정 주입구 오픈 영역에는 희생층(300), 공통 전극(270), 하부 절연층(311)만 형성되어 있고, 그 외의 영역에는 희생층(300) 또는 개구부(301), 공통 전극(270), 하부 절연층(311) 및 루프층(312)이 적층되어 있다.
그 후, 도 30A 내지 도 30C에서 도시하고 있는 바와 같이, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 상부 절연층용 물질(313)을 적층한다.
그 후, 도 30D에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역을 식각하여 상부 절연층(313) 및 액정 주입구(335)를 완성하고, 공통 전극 연결부(271)도 형성한다. 도 30D에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역은 도 1의 실시예와 달리 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 부분은 식각하지 않는다. 그 결과 공통 전극(270)이 데이터선의 연장 방향으로도 연결된다. 공통 전극 연결부(271)는 차광 부재(220)와 제2 보호막(185)에 의하여 지지된다.
여기서, 액정 주입구 오픈 영역을 식각하기 위해서는 포토 레지스트(PR)를 전체 영역에 형성하고, 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 포토 레지스트(PR)는 제거하여 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 그 후 포토 레지스트 패턴에 따라서 식각하여 액정 주입구 오픈 영역을 식각한다. 이때, 액정 주입구 오픈 영역에서 식각되는 층은 상부 절연층용 물질(313), 하부 절연층(311), 공통 전극(270) 및 희생층(300)이 식각되며, 그 아래의 층은 식각하지 않는다. 또한, 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 영역도 식각하지 않는다. 실시예에 따라서는 희생층(300)은 일부만 식각되거나 전혀 식각되지 않을 수도 있다. 여기서, 액정 주입구 오픈 영역을 식각하는 공정은 건식 식각(dry etch)으로 형성될 수 있으며, 식각하는 층을 함께 식각시킬 수 있는 식각액이 있는 경우 습식 식각(wet etch)로 식각할 수도 있다.
그 후, 액정 주입구 오픈 영역을 통하여 희생층(300)을 제거하여 미세 공간층(305)을 형성하는 공정을 수행한다. 본 실시예에서는 희생층(300)은 포토 레지스트(PR)로 형성하였으므로, 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 제거하는 공정과 함께 진행될 수 있다. 즉, 포토 레지스트 패턴을 제거하는 식각액(예를 들면, 포토 레지스트 스트리퍼(stripper))에 담구어 희생층(300)과 함께 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 습식 식각할 수 있다. 이와 같은 공정에 의하면 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트(PR)를 제거하는 공정과 희생층(300)을 제거하는 공정을 함께 수행할 수 있어 제조 공정이 짧아지는 장점을 가진다. 하지만, 희생층(300)을 포토 레지스트(PR)가 아닌 물질로 형성하는 경우에는 별도로 두 공정을 진행할 수도 있다. 또한, 희생층(300)은 습식 식각이 아닌 건식 식각으로도 진행될 수 있다.
그 후에는 미세 공간층(305)에 배향막(도시하지 않음) 또는 액정층(3)을 모관력(capillary force)을 이용하여 주입한다.
그 후, 미세 공간층(305)에 주입된 액정층(3)이 밖으로 새어 나오는 것을 막기 위하여 미세 공간층(305)을 봉하는 공정을 진행할 수도 있다.
이상의 도 22의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 것이 특징이므로 액정 주입구 오픈 영역을 식각할 때 공통 전극 연결부(271)에 대응하는 위치는 식각하지 않는 것이 도 1의 실시예와의 차이점이다.
도 22의 실시예와 같이 공통 전극 연결부(271)가 형성되면, 공통 전압이 데이터선 방향으로도 인가되어 표시 영역 중앙에서 공통 전압이 저하되는 단점을 제거할 수 있다.
한편, 이하에서는 도 31의 실시예에 따라서 또 다른 구조를 가지는 공통 전극 연결부(271)를 가지는 실시예를 살펴본다. 도 31의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)의 위에 루프층(312)이 형성된 구조를 가진다. 또한, 도 31의 실시예에서는 루프층(312)은 게이트선 방향으로 전체가 식각되는 구조를 가지지 않고, 액정 주입구 오픈 영역 상에 개구부(312’)를 가지는 형태로 식각되며, 해당 개구부(312’)에 액정 주입구(335)가 형성될 수 있다. 또한, 개구부(312')의 주변에는 공통 전극 연결부(271), 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)이 순차적으로 적층되어 있을 수 있다.
도 31의 실시예에 대하여 좀 더 상세하게 살펴보면 아래와 같다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 32는 도 31의 XXXII-XXXII선을 따라 자른 단면도이고, 도 33은 도 31의 XXXIII-XXXIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 31의 실시예에서는 도 1과 달리 공통 전극(270)을 액정 주입구(335) 부분에서 상하 방향(데이터선 방향)으로 연결하는 공통 전극 연결부(271)를 가진다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.
본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’) 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230’)가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230’)가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230’)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(230, 230’)의 위에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 ‘트랜지스터 형성 영역’ 이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층의 높이에 준하는 높이를 가지므로 미세 공간층의 높이에 준하는 높이로 형성한다. 미세 공간층의 높이는 실시예에 따라서 다양할 수 있으므로 차광 부재(220)의 높이도 다양할 수 있지만, 본 실시예에서 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다.
또한, 차광 부재(220)는 측벽이 테이퍼 구조로 형성되어 테이퍼진 측벽을 가지며, 테이퍼진 측벽의 각도는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3의 단면도에서 도시된 바와 달리 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.
컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 차광 부재(220)의 위치를 변경하여 컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185) 만을 식각하여 접촉구(186a, 186b, 186c)를 형성할 수도 있다.
제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.
제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.
제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위이며, 미세 공간층(305; 도 12B 참고)에 주입된 액정층(3)의 상부에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 차광 부재(220) 위에 위치하는 제2 보호막(185)의 높이를 기준으로 수평인 구조를 가진다. 공통 전극(270)이 미세 공간층의 위에서도 수평을 유지할 수 있는 이유는 아래 설명할 루프층(312)이 지지해주고 있기 때문이다.
또한, 공통 전극(270)이 액정 주입구(335) 부분에는 형성되지 않아 게이트선의 방향(좌우 방향)을 따라서 연장된 구조를 가진다. 하지만, 도 31의 실시예에서는 공통 전극(270)을 상하 방향(데이터선 방향)으로 연결하는 공통 전극 연결부(271)을 가진다. 도 31의 실시예에 따른 공통 전극 연결부(271)는 도 22의 실시예와 달리 차광 부재(220) 위에 형성되어 차광 부재(220)에 의하여 지지되지 않고, 상부의 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)의 아래에 형성되어 루프층(312)에 의하여 지지된다. 도 31의 실시예에서는 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)에 의하여 공통 전극 연결부(271)가 지지되고 있다.
공통 전극 연결부(271)로 인하여 공통 전압이 게이트선 방향으로만 인가되지 않고 데이터선 방향으로도 인가되어 공통 전압이 표시 영역의 중앙 부분에서 변화하지 않도록 한다. 그 결과 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
공통 전극(270)의 위에는 하부 절연층(311)이 위치한다. 하부 절연층(311)은 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다. 하부 절연층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 액정 주입구(335)는 미세 공간층(305)을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다. 이에 대해서는 제조 방법을 설명하면서 상세하게 살펴본다.
또한, 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층(305)은 측벽이 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하므로, 미세 공간층(305)의 측벽은 역테이퍼진 측벽을 가진다.
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 공통 전극(270)의 하부 및 화소 전극(192)의 상부에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다. 배향막은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
미세 공간층(305)의 내부(정확하게는, 배향막의 내부)에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정 분자(310)는 배향막에 의하여 초기 배열하며, 인가되는 전계에 따라서 배열 방향이 변한다. 액정층(3)의 높이는 미세 공간층(305)의 높이에 대응하며, 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220)의 높이에 상응한다. 본 실시예에서 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220) 위에 위치하고 있는 제2 보호막(185)의 높이와 같다. 본 실시예에서의 액정층(3)의 두께는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이로 형성될 수 있다. 액정층(3)의 두께를 키우고자 하는 경우에는 차광 부재(220)도 높게 형성할 필요가 있다.
미세 공간층(305)에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간층(305)에 주입될 수 있으며, 배향막도 모관력에 의하여 형성될 수 있다.
하부 절연층(311)의 위에는 루프층(312)가 형성되어 있다. 루프층(312)은 미세 공간층(305)을 지지하며, 미세 공간층(305) 및 액정층(3)에 의하여 발생한 단차를 제거할 수 있다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
루프층(312)의 위에는 상부 절연층(313)이 형성되어 있다. 상부 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 도 31의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)의 위에는 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)이 형성되어 있다.
루프층(312)과 상부 절연층(313)은 하부 절연층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
이하에서는 도 34 내지 도 41을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
도 34 내지 도 41은 도 31의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
먼저, 도 34A는 도 7A 및 도 25A에 대응하며, 도 4 내지 도 6의 과정은 도 31의 실시예에서도 동일하게 적용된다.
즉, 먼저, 절연 기판(110)위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)을 형성하고, 게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 이들을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다.
그 후, 게이트 절연막(140) 위에 반도체(151, 154, 155), 데이터선(171) 및 소스/드레인 전극(173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c)를 형성한다.
그 후, 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 전 영역에 걸쳐 제1 보호막(180)을 형성한다. 그 후, 제1 보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)를 형성한다. 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
그 후, 도 34A 내지 도 34G에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 보호막(180) 및 컬러 필터(230)위에는 빛이 투과하지 못하는 물질로 차광 부재(220)를 형성한다. 도 25A의 빗금 부분(차광 부재(220)를 나타냄)을 참고하면, 차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성한다. 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 도 34A에서 도시되어 있는 바와 같이 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 트랜지스터 형성 영역을 따라서 가로 방향으로 형성된 부분과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 세로 방향으로 형성된 부분을 가진다.
차광 부재(220)의 형성 방법을 도 34B 내지 도 34G를 통하여 보다 상세하게 살펴보면 아래와 같다. 여기서, 도 34B, 도 34D 및 도 34F는 도 32에 대응하며, 도 34C, 도 34E 및 도 34G는 도 33에 대응한다.
도 34B 및 도 34C와 같이, 제1 보호막(180) 및 컬러 필터(230)위에 빛이 투과하지 못하는 물질을 적층한다.
그 후, 도 34D 및 도 34E와 같이, 마스크(500)를 사용하여 노광하여 도 34F 및 도 34G와 같은 차광 부재(220)를 형성한다. 도 31의 실시예에서는 도 34F에서 알 수 있는 바와 같이 공통 전극 연결부(271)가 지나가는 영역(이하 연결 영역이라 함)에서의 차광 부재(220)의 높이가 도 22의 실시예보다 낮게 형성된다. 한편, 도 31의 실시예에서도 미세 공간층(305)을 확보하기 위해서 차광 부재(220)는 일정 높이로 형성된다. 이는 도 33에서 좌우 측에 형성된 차광 부재(220)로부터 확인할 수 있으며, 본 실시예에서 미세 공간층(305)을 확보하기 위한 차광 부재(220)는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이를 가질 수 있다. 이와 같이 차광 부재(220)의 높이를 다양하게 형성하기 위해서 마스크(500)에는 빛을 일부만 투과시키는 반투과 영역이나 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
차광 부재(220)는 스페이서를 형성하는 유기물에 빛을 차단하는 검은색 안료를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 차광 부재(220)의 측벽은 테이퍼진 측벽으로 형성한다. 테이퍼진 측벽을 형성하기 위하여 마스크에 반투과 패턴 또는 슬릿 패턴을 형성하고 이를 이용하여 노광량을 조절하여 형성할 수도 있다. 하지만, 반투과 패턴이나 슬릿 패턴 없이도 식각하는 공정에서 자연스럽게 테이퍼진 측벽으로 형성될 수도 있다.
도 34F 및 도 34G를 참고하면, 컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 전체 영역에 걸쳐서 제2 보호막(185)을 형성한다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
그 후, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)를 형성한다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)를 형성한다.
그 후, 도 35A 내지 도 35C에서 도시하고 있는 바와 같이 제2 보호막(185) 위에 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)을 형성한다. 이 때, 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 또한, 제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결한다. 또한, 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시키는 연결 부재(194)도 형성한다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
그 후, 도 36A 내지 도 36C에서 도시하고 있는 바와 같이 개구부(301) 및 연결부(302)를 가지는 희생층(300)을 형성한다. 희생층(300)은 포토 레지스트(PR) 등의 유기 물질로 형성될 수 있으며, 포토 레지스트(PR)를 적층한 후 마스크(500)로 노광하고 현상 및 식각하여 희생층(300)을 완성한다. 희생층(300)은 차광 부재(220)가 형성되지 않은 영역을 중심으로 형성되어 차광 부재(220)의 측벽과 희생층(300)의 측벽은 서로 대응하는 관계를 가진다. 그 결과 희생층(300)의 측벽은 차광 부재(220)의 테이퍼진 측벽에 대응하여 역테이퍼진 측벽을 가진다. 희생층(300)은 미세 공간층(Microcavity)이 형성될 위치에 미세 공간층(Microcavity)의 구조에 대응하는 본체와 인접하는 본체의 사이에 위치하는 개구부(301)를 가진다. 개구부(301)의 폭은 약 2.5㎛를 가질 수 있다. 또한, 희생층(300)의 높이는 차광 부재(220)의 상부면에 제2 보호막(185)이 형성된 높이와 같도록 형성할 수 있다. 한편, 연결부(302)는 액정 주입구(335)의 형성 공정에서 식각되는 영역(액정 주입구 오픈 영역)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.
그 후, 도 37A 내지 도 37C에서 도시하고 있는 바와 같이, 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)을 순차적으로 형성한다. 즉, ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한 후, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 하부 절연층 형성 물질을 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층한다. 그 결과 하부 절연층(311)은 공통 전극(270)을 덮으며 형성된다.
그 후, 도 38A 내지 도 38D에서 도시하고 있는 바와 같이, 액정 주입구 오픈 영역 상에 개구부(312’)를 가지는 루프층(312)을 형성한다. 개구부(312')의 좌우에 형성된 영역은 개구부 주변 영역(312-1)로 표시하였다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함하여 형성할 수 있으며, 액정 주입구(335)의 형성 공정에서 식각되는 영역(액정 주입구 오픈 영역) 중 일부 영역에는 루프층(312)을 형성하지 않아 개구부(312')가 형성되어 있다. 도 38A에서 액정 주입구 오픈 영역은 박막 트랜지스터 형성 영역에 대응하여 형성되는 것이 도시되어 있다. 또한, 해당 영역에선 루프층(312)이 일부 형성되지 않으므로, 도 38A 내지 도 38D에서 전체적으로 형성한 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)이 노출되어 있다.
루프층(312)의 형성은 패널 전체 영역에 유기 물질을 포함하는 루프층용 물질을 적층한 후 마스크를 사용하여 노광, 현상한 후 액정 주입구 오픈 영역 중 일부 영역에 루프층용 물질을 제거하여 개구부(312’)를 형성하여 루프층(312)을 완성한다. 이 때, 루프층(312)의 하부에 형성되는 공통 전극(270) 및 하부 절연층(311)은 식각하지 않아 노출된다. 즉, 개구부(312’)에는 희생층(300), 공통 전극(270), 하부 절연층(311)만 형성되어 있고, 그 외의 영역(개구부 주변 영역(312-1) 포함)에는 희생층(300) 또는 개구부(301), 공통 전극(270), 하부 절연층(311) 및 루프층(312)이 적층되어 있다.
그 후, 도 39A 내지 도 39C에서 도시하고 있는 바와 같이, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 상부 절연층용 물질(313)을 적층한다.
그 후, 도 40 및 도 41에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 영역을 노광하고 식각하여 상부 절연층(313) 및 액정 주입구(335)를 완성하고, 공통 전극 연결부(271)도 형성한다. 도 41에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역은 도 1의 실시예와 달리 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 부분은 식각하지 않는다. 그 결과 공통 전극(270)이 데이터선의 연장 방향으로도 연결된다.
여기서, 액정 주입구 오픈 영역을 식각하기 위해서는 포토 레지스트(PR)를 전체 영역에 형성하고, 액정 주입구 오픈 영역에 대응하는 포토 레지스트(PR)는 제거하여 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 그 후 포토 레지스트 패턴에 따라서 식각하여 액정 주입구 오픈 영역을 식각한다. 이때, 액정 주입구 오픈 영역에서 식각되는 층은 상부 절연층용 물질(313), 하부 절연층(311), 공통 전극(270) 및 희생층(300)이 식각되며, 그 아래의 층은 식각하지 않는다. 또한, 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 영역도 식각하지 않는다. 실시예에 따라서는 희생층(300)은 일부만 식각되거나 전혀 식각되지 않을 수도 있다. 여기서, 액정 주입구 오픈 영역을 식각하는 공정은 건식 식각(dry etch)으로 형성될 수 있으며, 식각하는 층을 함께 식각시킬 수 있는 식각액이 있는 경우 습식 식각(wet etch)로 식각할 수도 있다.
그 후, 액정 주입구 오픈 영역을 통하여 희생층(300)을 제거하여 미세 공간층(305)을 형성하는 공정을 수행한다. 본 실시예에서는 희생층(300)은 포토 레지스트(PR)로 형성하였으므로, 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 제거하는 공정과 함께 진행될 수 있다. 즉, 포토 레지스트 패턴을 제거하는 식각액(예를 들면, 포토 레지스트 스트리퍼(stripper))에 담구어 희생층(300)과 함께 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트 패턴을 습식 식각할 수 있다. 이와 같은 공정에 의하면 상부 절연층(313)위에 형성된 포토 레지스트(PR)를 제거하는 공정과 희생층(300)을 제거하는 공정을 함께 수행할 수 있어 제조 공정이 짧아지는 장점을 가진다. 하지만, 희생층(300)을 포토 레지스트(PR)가 아닌 물질로 형성하는 경우에는 별도로 두 공정을 진행할 수도 있다. 또한, 희생층(300)은 습식 식각이 아닌 건식 식각으로도 진행될 수 있다.
이상과 같이 희생층(300)이 제거될 때 희생층(300)의 연결부(302)도 함께 제거된다. 그 결과 도 32에서와 같이 공통 전극 연결부(271)가 공중에 뜬 구조를 가지며, 상부의 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)으로 지지된다. 이는 도 22의 실시예(공통 전극 연결부(271)가 아래의 차광 부재(220)로부터 지지됨)와 다른 구조이다.
그 후에는 미세 공간층(305)에 배향막(도시하지 않음) 또는 액정층(3)을 모관력(capillary force)을 이용하여 주입한다.
그 후, 미세 공간층(305)에 주입된 액정층(3)이 밖으로 새어 나오는 것을 막기 위하여 미세 공간층(305)을 봉하는 공정을 진행할 수도 있다.
이상의 도 31의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 것이 특징이므로 액정 주입구 오픈 영역을 식각할 때 공통 전극 연결부(271)에 대응하는 위치는 식각하지 않는 것이 도 1의 실시예와의 차이점이다.
도 31의 실시예와 같이 공통 전극 연결부(271)가 형성되면, 공통 전압이 데이터선 방향으로도 인가되어 표시 영역 중앙에서 공통 전압이 저하되는 단점을 제거할 수 있다.
도 31의 실시예는 도 22의 실시예와 같이 공통 전극 연결부(271)를 가진다. 하지만, 도 22의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 위치의 아래에 차광 부재(220)를 높게 형성하고 그 위에 공통 전극 연결부(271)가 위치하도록 하여 공통 전극 연결부(271)가 차광 부재(220)에 의하여 지지되는 구조를 가진다. 이와 달리 도 31의 실시예에서는 공통 전극 연결부(271)가 형성되는 위치의 아래에 희생층의 연결부(302)를 형성하고 희생층(300)을 제거할 때 연결부(302)로 제거되므로 공통 전극 연결부(271)의 아래에는 빈 공간이 형성된다. 실시예에 따라서는 공통 전극 연결부(271)의 아래의 빈 공간 중 적어도 일부에 액정층이 채워질 수도 있다. 도 31과 같은 구조에서 공통 전극 연결부(271)는 상부에 형성되어 있는 하부 절연층(311), 루프층(312) 및 상부 절연층(313)으로 지지된다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예를 도 42를 통하여 살펴본다.
도 42는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 42의 실시예는 도 13의 비교예와 같이 액정 분자가 오정렬 되는 테이퍼진 측벽을 가지는 미세 공간층(305)을 가지더라도 액정 분자가 오정렬되는 영역(D)을 차광 부재(220)의 상부면을 통하여 가리도록 하는 실시예이다. 또한, 도 42의 실시예에서는 공통 전극(270)이 수평을 이루고 있어 전계가 왜곡되지 않는다.
도 42의 실시예를 도 2의 실시예와 비교하여 설명하면 아래와 같다.
도 42의 실시예는 도 2의 실시예와 달리 미세 공간층(305)의 측벽이 테이퍼진 구조를 가지며, 차광 부재(220)의 측벽은 미세 공간층(305)의 측벽에 대응하여 역 테이퍼진 구조를 가진다.
또한, 도 42의 실시예에서는 도 2와 달리 하부 절연층(311)이 공통 전극(270)과 루프층(312) 사이에 형성되어 있지 않으나, 실시예에 따라서는 하부 절연층(311)이 공통 전극(270)과 루프층(312) 사이에 형성되어 있을 수 있다.
도 42의 실시예의 평면 구조는 도 1과 차이가 없을 수 있다. 이하에서는 도 1 및 도 42를 참고하여 도 42의 실시예를 상세하게 살펴본다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다. 유지 전극의 수평부(135b)는 전단 화소의 수평부(135b)와 분리되지 않은 하나의 배선일 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.
본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’) 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230’)가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230’)가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230')는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(230, 230’)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 할 수 있다.
컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b’)를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.
제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c’)와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.
제2 보호막(185)의 위이며, 화소 전극(192)이 형성되지 않은 영역에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 ‘트랜지스터 형성 영역’ 이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230) 및 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 액정층(3)이 주입되는 미세 공간층의 높이보다 높은 높이를 가진다.
또한, 차광 부재(220)는 측벽이 역테이퍼 구조로 형성되어 역테이퍼진 측벽을 가지며, 역테이퍼진 측벽의 각도는 실시예에 따라서 다양할 수 있다. 역테이퍼진 측벽에 의하여 차광 부재(220)는 상부면의 더 넓은 구조를 가진다. 그 결과 차광 부재(220)에 의하여 액정 분자(310)가 오정렬하는 영역(D)을 차광 부재(220)의 상부면으로 가릴 수 있다.
차광 부재(220)의 측벽은 미세 공간층(305)의 측벽에 대응한다. 즉, 액정층(3)이 위치하는 미세 공간층(305)의 측벽은 테이퍼 구조를 가진다. 미세 공간층(305)은 희생층(300)을 형성하고, 이를 제거하여 형성되는데, 도 42의 실시예를 제조할 때에는 희생층(300)을 먼저 테이퍼진 구조로 형성하고, 그 후, 차광 부재(220)를 희생층(300)의 측벽 사이의 공간을 채우도록 형성하여 역테이퍼진 측벽을 가지도록 형성할 수 있다.
제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위이며, 미세 공간층(305)에 주입된 액정층(3)의 상부에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 차광 부재(220)의 높이를 기준으로 수평인 구조를 가진다. 그 결과 공통 전극(270)이 화소 전극(192)과 일정 거리를 두고 떨어져 있어 서로 단락될 우려가 없고, 공통 전극(270)이 미세 공간층(305)의 측면을 따라서 꺾여 있지 않아 전계가 왜곡되지 않는다. 공통 전극(270)이 미세 공간층의 위에서도 수평을 유지할 수 있는 이유는 아래 설명할 루프층(312)이 지지해주고 있기 때문이다. 또한, 공통 전극(270)이 액정 주입구(335) 부분에는 형성되지 않아 게이트선의 방향(좌우 방향)을 따라서 연장된 구조를 가진다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
도 42에서는 도시하고 있지 않지만, 실시예에 따라서는 공통 전극(270)의 위에는 하부 절연층(311)이 형성되어 있을 수 있다. 하부 절연층(311)은 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다. 하부 절연층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 액정 주입구(335)는 미세 공간층(305)을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다.
공통 전극(270) 또는 하부 절연층(311)의 위에는 루프층(312)이 형성되어 있다. 루프층(312)은 화소 전극(192)과 공통 전극(270)의 사이 공간(미세 공간층(Microcavity))이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에 따른 루프층(312)은 공통 전극(270)의 상부에 일정한 두께로 미세 공간층(305)을 지지하는 역할을 하며, 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(335)를 가질 수 있다.
루프층(312)의 위에는 상부 절연층(313)이 형성되어 있다. 상부 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 루프층(312)과 상부 절연층(313)은 하부 절연층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다.
실시예에 따라서는 상부 절연층(313)도 생략될 수 있다.
미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 공통 전극(270)의 하부 및 화소 전극(192)의 상부에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다. 배향막은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
미세 공간층(305)의 내부(정확하게는, 배향막의 내부)에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정 분자(310)는 배향막에 의하여 초기 배열하며, 인가되는 전계에 따라서 배열 방향이 변한다. 액정층(3)의 높이는 미세 공간층(305)의 높이에 대응하며, 미세 공간층(305)의 높이는 차광 부재(220)의 높이에 상응한다. 본 실시예에서의 액정층(3)의 두께는 2.0㎛ 이상 3.6㎛ 이하의 높이로 형성될 수 있다. 액정층(3)의 두께를 키우고자 하는 경우에는 차광 부재(220)도 높게 형성할 필요가 있다.
미세 공간층(305)에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간층(305)에 주입될 수 있으며, 배향막도 모관력에 의하여 형성될 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
도 42의 실시예에서는 이상과 같이 미세 공간층(305)의 측벽이 테이퍼 구조를 가져 액정 분자(310)가 오정렬하는 부분이 미세 공간층(305)의 측벽 부근에서 발생할 수 있다. 하지만, 도 42의 실시예는 도 13의 비교예와 달리 차광 부재(220)의 상부면이 넓어 액정 분자(310)가 오정렬하는 영역을 가려 사용자가 시인할 수 없도록 한다. 또한, 도 42의 실시예에서는 공통 전극(270)이 수평 구조를 가져 전계가 왜곡되지 않는다.
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: 절연 기판 121: 게이트선
124a, 124b, 124c: 게이트 전극 131: 유지 전압선
135a, 135b: 유지 전극 140: 게이트 절연막
151, 154, 155: 반도체 171: 데이터선
173a, 173b, 173c: 소스 전극 175a, 175b, 175c: 드레인 전극
180, 185: 보호막 186a, 186b, 186c: 접촉구
220: 차광 부재 230: 컬러 필터
192: 화소 전극 270: 공통 전극
271: 공통 전극 연결부 3: 액정층
300: 희생층 301: 개구부
302: 연결부 305: 미세 공간
310: 액정 분자 311: 하부 절연층
312: 루프층 312’ 루프층 개구부
313: 상부 절연층 335: 액정 주입구

Claims (102)

  1. 절연 기판;
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 역 테이퍼진 측벽을 가지는 미세 공간층;
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극;
    상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층;
    상기 액정층을 덮는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 공통 전극은 수평인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같은 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평인 액정 표시 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 공통 전극을 덮으며, 액정 주입구를 가지는 루프층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 루프층은 액정 주입구를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 액정 주입구는 박막 트랜지스터 형성 영역에 위치하고 있는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 공통 전극은 상기 액정 주입구 부분에는 형성되어 있지 않는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지며,
    상기 일 방향에 수직한 방향으로 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 차광 부재의 상부에 위치하며, 차광 부재에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 루프층에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 절연 기판;
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 미세 공간층;
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극;
    상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층;
    상기 액정층을 덮는 공통 전극을 포함하며,
    상기 공통 전극은 수평인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 미세 공간층은 역 테이퍼진 측벽을 가지는 액정 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하는 액정 표시 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같은 액정 표시 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평인 액정 표시 장치.
  23. 제17항에서,
    상기 미세 공간층은 테이퍼진 측벽을 가지는 액정 표시 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 역 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  25. 제24항에서,
    상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하는 액정 표시 장치.
  26. 제25항에서,
    상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같은 액정 표시 장치.
  27. 제26항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평인 액정 표시 장치.
  28. 제17항에서,
    상기 공통 전극을 덮으며, 액정 주입구를 가지는 루프층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  29. 제28항에서,
    상기 루프층은 액정 주입구를 포함하는 액정 표시 장치.
  30. 제29항에서,
    상기 액정 주입구는 박막 트랜지스터 형성 영역에 위치하고 있는 액정 표시 장치.
  31. 제30항에서,
    상기 공통 전극은 상기 액정 주입구 부분에는 형성되어 있지 않는 액정 표시 장치.
  32. 제31항에서,
    상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지며,
    상기 일 방향에 수직한 방향으로 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 포함하는 액정 표시 장치.
  33. 제32항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 차광 부재의 상부에 위치하며, 차광 부재에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  34. 제32항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 루프층에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  35. 제17항에서,
    상기 화소 전극은 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  36. 절연 기판;
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 미세 공간층;
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층 내에 형성되어 있는 화소 전극;
    상기 미세 공간층 내에 위치하는 액정층;
    상기 미세 공간층의 옆에 위치하고 있는 차광 부재; 및
    상기 액정층 및 상기 차광 부재를 덮는 공통 전극을 포함하며,
    상기 차광 부재는 상기 미세 공간층의 높이보다 높거나 같은 액정 표시 장치.
  37. 제36항에서,
    상기 미세 공간층은 역 테이퍼진 측벽을 가지는 액정 표시 장치.
  38. 제37항에서,
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 역 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  39. 제38항에서,
    상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하는 액정 표시 장치.
  40. 제39항에서,
    상기 공통 전극은 수평인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  41. 제40항에서,
    상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같은 액정 표시 장치.
  42. 제41항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평인 액정 표시 장치.
  43. 제39항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  44. 제43항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  45. 제36항에서,
    상기 미세 공간층은 테이퍼진 측벽을 가지는 액정 표시 장치.
  46. 제45항에서,
    상기 절연 기판 위이며, 상기 미세 공간층의 테이퍼진 상기 측벽에 대응하여 역 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  47. 제46항에서,
    상기 차광 부재의 높이는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하는 액정 표시 장치.
  48. 제47항에서,
    상기 공통 전극은 수평인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  49. 제48항에서,
    상기 차광 부재와 상기 공통 전극의 사이에 형성되어 있는 제2 보호막을 더 포함하며,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 상기 미세 공간층의 높이가 같은 액정 표시 장치.
  50. 제49항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평인 액정 표시 장치.
  51. 제47항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  52. 제51항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾인 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  53. 제36항에서,
    상기 공통 전극을 덮으며, 액정 주입구를 가지는 루프층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  54. 제53항에서,
    상기 루프층은 액정 주입구를 포함하는 액정 표시 장치.
  55. 제54항에서,
    상기 액정 주입구는 박막 트랜지스터 형성 영역에 위치하고 있는 액정 표시 장치.
  56. 제55항에서,
    상기 공통 전극은 상기 액정 주입구 부분에는 형성되어 있지 않는 액정 표시 장치.
  57. 제56항에서,
    상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지며,
    상기 일 방향에 수직한 방향으로 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 포함하는 액정 표시 장치.
  58. 제57항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 차광 부재의 상부에 위치하며, 차광 부재에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  59. 제57항에서,
    상기 공통 전극 연결부는 상기 루프층에 의하여 지지되어 있는 액정 표시 장치.
  60. 제36항에서,
    상기 화소 전극은 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  61. 절연 기판 위에 테이퍼진 측벽을 가지는 차광 부재를 형성하는 단계;
    절연 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 차광 부재의 테이퍼진 측벽에 대응하는 역 테이퍼진 측벽을 가지는 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 위에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극위에 루프층을 형성하는 단계;
    액정 주입구를 형성하는 단계;
    상기 액정 주입구를 통하여 상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계; 및
    상기 미세 공간층에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  62. 제61항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  63. 제62항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계와 상기 화소 전극을 형성하는 단계 사이에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  64. 제63항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서 상기 희생층의 높이는 상기 차광부재의 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 같도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  65. 제64항에서,
    상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  66. 제62항에서,
    상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 꺾인 구조를 가지도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  67. 제66항에서,
    상기 공통 전극은 상기 차광 부재 부근에서 상측으로 꺾이도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  68. 제61항에서,
    상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역에는 루프층을 형성하지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  69. 제68항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 액정 주입구 형성 영역에 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  70. 제69항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  71. 제70항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  72. 제71항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  73. 제61항에서,
    상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역 중 일부에 루프층을 형성하지 않는 개구부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  74. 제73항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 개구부에 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  75. 제74항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  76. 제75항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  77. 제76항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하고,
    상기 희생층을 제거하는 단계에서 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 형성된 희생층을 제거하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  78. 제61항에서,
    상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계는 절연 기판 위에 형성되어 있는 포토 레지스트와 상기 희생층을 함께 습식 식각하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  79. 제61항에서,
    상기 화소 전극을 형성하는 단계는 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 가지도록 화소 전극을 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  80. 절연 기판 위에 차광 부재를 형성하는 단계;
    절연 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 차광 부재의 측벽에 대응하는 측벽을 가지는 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 위에 수평 구조를 가지는 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극위에 루프층을 형성하는 단계;
    액정 주입구를 형성하는 단계;
    상기 액정 주입구를 통하여 상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계; 및
    상기 미세 공간층에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  81. 제80항에서,
    상기 차광 부재의 측벽은 테이퍼져 있으며, 상기 미세 공간층의 측벽은 역 테이퍼져 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  82. 제81항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  83. 제82항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계와 상기 화소 전극을 형성하는 단계 사이에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  84. 제83항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서 상기 희생층의 높이는 상기 차광부재의 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 같도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  85. 제84항에서,
    상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  86. 제80항에서,
    상기 차광 부재의 측벽은 역 테이퍼져 있으며, 상기 미세 공간층의 측벽은 테이퍼져 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  87. 제86항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 미세 공간층의 높이에 상응하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  88. 제87항에서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계와 상기 화소 전극을 형성하는 단계 사이에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  89. 제88항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서 상기 희생층의 높이는 상기 차광부재의 위에 형성되어 있는 상기 제2 보호막의 높이와 같도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  90. 제89항에서,
    상기 공통 전극을 형성하는 단계에서 상기 공통 전극은 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막의 높이를 기준으로 수평으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  91. 제80항에서,
    상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역에는 루프층을 형성하지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  92. 제91항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 액정 주입구 형성 영역에 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  93. 제92항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  94. 제93항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  95. 제94항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  96. 제80항에서,
    상기 루프층을 형성하는 단계에서, 상기 루프층은 일 방향으로 연장되어 있는 액정 주입구 형성 영역 중 일부에 루프층을 형성하지 않는 개구부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  97. 제96항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 액정 주입구는 상기 개구부에 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  98. 제97항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에서 상기 공통 전극도 식각하여 상기 액정 주입구를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  99. 제98항에서,
    상기 액정 주입구를 형성하는 단계에 의하여 상기 공통 전극은 일 방향으로 연장된 구조를 가지고, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 형성되어 상기 공통 전극을 연결하는 공통 전극 연결부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  100. 제99항에서,
    상기 희생층을 형성하는 단계에서, 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 희생층을 형성하고,
    상기 희생층을 제거하는 단계에서 상기 공통 전극 연결부가 형성될 위치에 형성된 희생층을 제거하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  101. 제80항에서,
    상기 희생층을 제거하여 미세 공간층을 형성하는 단계는 절연 기판 위에 형성되어 있는 포토 레지스트와 상기 희생층을 함께 습식 식각하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  102. 제80항에서,
    상기 화소 전극을 형성하는 단계는 줄기부와 상기 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부를 가지도록 화소 전극을 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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