KR20140111874A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 터널상 공동을 정의하는 커버층, 상기 터널상 공동의 가장자리에 대응하여 제공되며 상기 커버층을 지지하는 지지부, 상기 터널상 공동 내에 제공된 액정층, 상기 액정층에 전계를 인가하는 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 터널상 공동을 밀폐하는 봉지층을 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근 기존의 브라운관을 대체하여 액정 표시 장치, 전기 영동 표시 장치 등의 표시 장치가 많이 사용되고 있다.

상기 표시 장치는 서로 대향하는 두 기판과 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층이나 전기 영동층과 같은 영상 표시층을 포함한다. 상기 표시 장치에서는 두 기판이 서로 대향하여 접착되며 두 기판 사이에 상기 영상 표시층이 구비되도록 상기 두 기판 사이의 간격이 유지된다.

상기 표시 장치를 제조하기 위해서는 상기 두 기판 중 어느 하나의 기판에는 상기 두 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 스페이서를 형성하고, 접착제를 이용하여 상기 스페이서와 다른 하나의 기판을 접착시켜야 하는 과정이 필요하다.

이로 인해, 상기 표시 장치 제조 공정이 복잡해지고 비용이 증가된다.

본 발명의 목적은 제조 방법이 간단하고표시 품질이 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예예 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 터널상 공동을 정의하는 커버층, 상기 터널상 공동의 가장자리에 대응하여 제공되며 상기 커버층을 지지하는 지지부, 상기 터널상 공동 내에 제공된 액정층, 상기 액정층에 전계를 인가하는 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 터널상 공동을 밀폐하는 봉지층을 포함한다.

상기 터널상 공동은 양측에 입구부를 가지며, 상기 지지부는 상기 입구부에 대응하여 제공된다. 상기 지지부는 복수로 제공될 수 있으며, 상기 지지부는 평면상에서 볼 때 상기 터널상 공동과 중첩할 수 있다. 상기 지지부는 상기 커버층과 동일 물질로 형성될 수 있으며, 상기 지지부는 상기 커버층과 분리되지 않는 일체로 형성될 수 있다.

상기 커버층은 상기 기판으로부터 이격되며 상기 기판의 상면과 평행한 덮개부와, 상기 기판의 상면과 상기 덮개부를 잇는 측벽부를 포함하며, 상기 지지부는 상기 측벽부로부터 연장될 수 있다.

평면상에서 볼 때 상기 터널상 공동은 직사각 형상을 가지며, 상기 터널상 공동의 길이 방향에 수직한 폭의 중심을 상기 터널상 공동의 길이 방향을 따라 이은 중심선은 직선이 아닐 수 있다. 상기 중심선은 서로 동일 선상에 있지 않은 적어도 두 개의 직선들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 제조시 두 기판을 합착하는 공정이 생략된다. 또한, 기판과 액정의 사용량이 일반적인 표시 장치에 비해 매우 줄어든다. 이에 따라, 표시 장치의 제조 시간과 소요 비용이 대폭 감소한다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 액정층이 제공되는 터널상 공동의 형상 변형이 최소화됨으로써 표시 품질이 향샹된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 2a는 도 1b의 I-I'선에 따른 단면도, 도 2b는 II-II'선에 따른 단면도, 도 2c는 III-III'선에 따른 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 설명한 순서도이다.
도 4a 내지 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부를 도시한 평면도이다.
도 4b 내지 도 8b는 도 4a 내지 도 8a의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 9a 내지 도 18a, 및 도 9b 내지 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 나머지 일부를 도시한 것으로, 도 9a 내지 도 18a는 도 8a의 II-II'선에 대응하는 순차적인 단면도이며,
도 9b 내지 도 18b는 도 8a의 III-III'선에 대응하는 순차적인 단면도이다.
도 19a 및 도 19b는 각각 지지부를 갖지 않는 화소 및 지지부를 갖는 화소에 있어서의 유체의 표면 장력에 따른 터널상 공동의 셀 갭의 차이를 컬러로 표시한 시뮬레이션 결과 사진이다.
도 20은 각각 지지부를 갖지 않는 화소 및 지지부를 갖는 화소에 있어서의 유체의 응력에 따른 터널상 공동의 셀 갭의 차이를 도시한 그래프이다.
도 21a 내지 도 21e는 본 발명의 실시예들에 따른 지지부들을 개시한 것이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 23은 도 22에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 중심선의 절곡된 각도에 따른 셀 갭을 나타낸 그래프이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 중심선의 절곡된 위치에 따른 셀 갭을 그래프이다.
도 25a 내지 도 25d는 본 발명의 실시예들에 있어서 표시 영역의 형상들 및 중심선들을 도시한 것이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 2a는 도 1b의 I-I'선에 따른 단면도, 도 2b는 II-II'선에 따른 단면도, 도 2c는 III-III'선에 따른 단면도이다.

도 1, 도 2a, 도 2b, 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(DP)과 상기 표시 패널(DP)의 양 면에 제공된 광학 부재를 포함한다.

상기 표시 패널(DP)은 베이스 기판(BS), 상기 베이스 기판(BS) 상에 제공된 컬러 필터들(CF), 상기 컬러 필터들(CF) 사이에 제공된 블랙 매트릭스(BM), 및 화소를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 가질 수 있으며, 상기 화소는 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 화소들은 서로 동일한 구조를 가지므로, 이하에서는, 설명의 편의상 하나의 화소만을 일 예로서 설명한다. 여기서, 도 1 및 도 2a 내지 도 2c에서는 설명의 편의상 하나의 화소만을 표시하였다. 도면들에 있어서, 상기 화소는 일 방향으로 길게 연장된 직사각형 모양으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 화소의 평면에서의 형상은 V 자 형상, Z 자 형상 등 다양하게 변형될 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.

상기 베이스 기판(BS)은 투명 또는 불투명한 절연 기판으로, 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판(BS)은 복수의 화소에 일대일로 대응하는 화소 영역들을 포함하며, 상기 각 화소 영역은 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 제공되며 상기 표시 영역(DA)를 제외한 영역에 대응하는 비표시 영역(NDA)을 포함한다.

상기 베이스 기판(BS) 상에는 상기 화소에 신호를 전달하는 배선부와 상기 화소를 구동하는 박막 트랜지스터(TFT)가 제공된다. 상기 배선부는 비표시 영역(NDA)에 제공되며, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 비표시 영역(NDA)에 제공된다.

상기 배선부는 상기 비표시 영역(NDA)에 제공된 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 포함한다.

상기 게이트 라인(GL)은 상기 베이스 기판(BS)에 제1 방향(D1)으로 연장된다.

상기 데이터 라인(DL)은 상기 베이스 기판(BS)상에 상기 제1 절연막(INS1)을 사이에 두고 상기 게이트 라인(GL)과 절연된다. 상기 게이트 라인(GL) 상에는 제1 절연막(INS1)이 제공된다. 상기 제1 절연막(INS1)은 절연 물질로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)에 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.

상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(GL)과 상기 데이터 라인(DL)에 연결되며, 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GL)으로부터 돌출되거나 상기 게이트 라인(GL)의 일부 영역 상에 제공된다. 상기 게이트 라인(GL)과 상기 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 라인(GL)과 상기 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 라인(GL)과 상기 게이트 전극(GE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 라인(GL)과 상기 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.

상기 제1 절연막(INS1)은 상기 베이스 기판(BS)의 전면에 제공되어, 상기 게이트 전극(GE)을 커버한다.

상기 반도체층(SM)은 상기 제1 절연막(INS1)을 사이에 두고 상기 게이트 라인(GL) 상에 제공된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분지되며 상기 반도체층(SM) 상에 중첩한다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체층(SM) 상에 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격된다. 여기서, 상기 반도체층(SM)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 각각은 도전성 물질, 예컨대 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 각각은 단일 금속으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 두 종 이상의 금속, 또는 두 종 이상 금속의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 상게 금속은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금을 포함한다. 또한 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 각각은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 각각은 티타늄과 구리로 이루어진 이중막으로 이루어질 수 있다.

각 컬러 필터(CF)는 각 화소를 투과하는 광에 색을 제공한다. 상기 컬러 필터들(CF)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터 중 어느 하나일 수 있으며, 각 화소 영역(PA)에 대응하여 제공될 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터들(CF)은 상기 색 이외에도 다른 색을 더 포함할 수 있는 바, 예를 들어 백색 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터들(CF)에 있어서, 서로 인접한 화소가 서로 다른 컬러를 나타내도록 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 도시하지 않았으나, 상기 서로 인접한 컬러 필터들(CF)은 화소의 경계에서 일부가 서로 중첩될 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 비표시 영역(NDA)에 제공되어 영상을 구현함에 있어 불필요한 광을 차단한다. 상기 블랙 매트릭스(BM)은 후술할 영상 표시층의 가장자리에서 발생할 수 있는 액정 분자들의 이상 거동에 의한 빛샘이나, 상기 컬러 필터들(CF)의 중첩에 의해 상기 화소들의 가장자리에서 나타날 수 있는 혼색을 차단한다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 각 컬러 필터(CF)의 적어도 일측에 제공될 수 있으며, 예를 들어 상기 각 컬러 필터(CF)를 둘러쌀 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)에는 콘택홀(CH)이 그 내부에 제공된다. 상기 콘택홀(CH)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출한다.

도시하지는 않았으나, 상기 컬러 필터부와 상기 박막 트랜지스터(TFT) 사이에는 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 채널을 보호하는 보호막이 제공될 수 있다. 상기 보호막은 노출된 반도체층(SM)의 상부를 커버한다.

상기 화소는 상기 베이스 기판(BS) 상에 제공된다. 상기 화소는 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 베이스 기판(BS)과 함께 터널 상 공동(TSC; tunnel shaped cavity)을 정의하는 커버층(CVL), 상기 커버층(CVL)을 지지하는 지지부(SP), 상기 터널 상 공동(TSC) 내에 제공되는 액정층(LC), 상기 액정층(LC)의 액정 분자들을 배향하는 배향막(ALN), 및 상기 액정층(LC)을 제어하는 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.

상기 제1 전극(EL1)은 상기 컬러 필터(CF) 상에 제공된다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 블랙 매트릭스(BM)의 콘택홀(CH)을 통해 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된다. 상기 제1 전극(EL1) 상에는 상기 제1 전극(EL1)을 보호하는 제2 절연막(INS2)이 제공된다. 상기 제2 절연막(INS2)은 생략될 수 있다. 상기 제2 절연막(INS2)는 무기 절연 재료 또는 유기 절연 재료로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 상기 콘택홀(CH)은 상기 블랙 매트릭스(BM)이 형성된 영역을 오픈함으로써 형성되었지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 일 실시예에서, 상기 제1 콘택홀은 상기 컬러 필터(CF)를 오픈하여 형성될 수 있다.

상기 커버층(CVL)은 상기 제1 전극(EL1) 상에, 실질적으로는 상기 제2 절연막(INS2) 상에 상기 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 커버층(CVL)은 상기 제2 절연막(INS2)의 상면으로부터 이격되어, 상기 제2 절연막(INS2)와 함께 터널 상 공동(TSC)을 정의한다. 다시 말해, 상기 커버층(CVL)은 상기 표시 영역(DA)에서 상기 제2 절연막(INS2)으로부터 상부 방향으로 이격되어 상기 커버층(CVL)과 상기 제2 절연막(INS2) 사이에 소정 공간을 형성한다. 상기 커버층(CVL)은 상기 비표시 영역(NDA)에서는 상기 제2 방향(D2)을 따라 상기 커버층(CVL)과 상기 제2 절연막(INS2) 사이에 상기 공간을 형성하지 않는다. 그 결과, 상기 터널 상 공동(TSC)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 가지며, 상기 터널 상 공동(TSC)의 양 단부, 즉, 상기 터널 상 공동(TSC)의 상기 제2 방향(D2) 단부와 상기 제2 방향(D2)의 반대 방향 단부는 상기 양 단부에 대응하는 영역에 상기 커버층(CVL)이 형성되지 않기 때문에 개구된다. 상기 양 단부에 대응하며 상기 터널상 공동(TSP)가 개구된 부분을 입구부라 칭하기로 한다. 그러나, 상기 커버층(CVL)의 형성 방향은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 커버층(CVL)은 상기 방향과 다른 방향을 따라 연장될 수 있다.

상기 커버층(CVL)은 유기 또는 무기 절연막으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 커버층(CVL)은 단일층으로 형성된 것이 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 커버층(CVL)은 다중층, 예를 들어, 삼중층으로 형성될 수 있다. 상기 커버층이 삼중층으로 형성된 경우, 순차적으로 무기 절연막, 유기 절연막, 및 무기 절연막으로 이루어질 수 있다.상기 제2 전극(EL2)은 상기 커버층(CVL)의 하면을 따라 제공되며, 상기 커버층(CVL)의 연장 방향, 예를 들어 제1 방향(D1)으로 길게 연장되어 형성된다. 상기 제2 전극(EL2)은 상기 제1 전극(EL1)과 함께 전계를 형성한다. 상기 제2 전극(EL2)는 상기 연장 방향으로 배열된 화소들에 공유(share)된다. 상기 제2 전극(EL2)은 상기 표시 영역(DA)에서 상기 제2 절연막(INS2)으로부터 상부 방향으로 이격되며, 상기 제2 전극(EL2)은 상기 비표시 영역(NDA)에서 상기 제2 절연막(INS2)과 직접 접촉한다.

상기 제2 전극(EL2)는 상기 비표시 영역(NDA)에 제공된 공통 전압 라인(미도시) 에 연결된다. 상기 제2 전극(EL2)은 상기 공통 전압 라인으로부터 공통 전압을 인가받는다.

상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 각각은 투명한 도전 물질로 이루어지거나 불투명한 도전 물질, 예를 들어, 금속으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 각각의 재료는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 작동 모드에 따라 투명하거나 불투명한 것으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 상기 베이스 기판(BS)의 하부에 백라이트 유닛이 배치된 투과형 표시 장치로 작동하는 경우, 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2)은 모두 투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 별도의 광원 없이 반사형 표시 장치로 작동하는 경우, 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 중 상기 제1 전극(EL1)은 불투명 물질(특히 반사 가능한 물질)로 상기 제2 전극(EL2)은 투명 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명 도전성 물질은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide)을 포함한다. 상기 불투명 도전 물질은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금 등의 금속을 포함한다. 상기 커버층(CVL)을 비롯한 다른 구성 요소 또한 상기 표시 장치의 작동 모드에 따라 투명 또는 불투명한 물질로 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기 지지부(SP)는 상기 입구부에 대응하는 위치에 제공된다. 상기 지지부(SP)는 평면상에서 볼 때 상기 표시 영역(DA) 중 입구부에 대응하는 부분과 일부 중첩할 수 있으며, 중첩하지 않는 경우에는 상기 입구부에 바로 인접한 비표시 영역(NDA)에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 지지부(SP)가 상기 입구부에 바로 인접한 비표시 영역(NDA)에 제공된 것을 도시하였다.

상기 지지부(SP)는 상기 커버층(CVL)으로부터 연장되며, 상기 제2 절연막(INS2)과 상기 커버층(CVL) 사이에 기둥 형상으로 제공되어 상기 제2 절연막(INS2)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 지지부(SP)는 또한 상기 터널상 공동(TSP)의 길이방향에 수직한 폭의 중심을 지나는 선 상에 제공될 수 있으며, 이에 따라 상기 입구부의 일부만을 막을 수 있다. 이때, 상기 입구부는 상기 지지부(SP)에 의해 두 부분으로 나뉘며, 제조시 액정층(LC)이 상기 두 부분으로 나누어진 입구부를 통해 충진된다.

상기 지지부(SP)는 동일 공정에서 형성될 수 있으며 이에 따라 상기 커버층(CVL)과 동일 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지부(SP)는 상기 커버층(CVL)과 분리되지 않는 일체로 형성될 수 있다. 상기 지지부(SP)의 형성 방법은 후술한다.

상기 액정층(LC)은 상기 터널 상 공동(TSC) 내에 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정층(LC)은 서로 대향하는 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 사이에 제공되며, 상기 전계에 의해 제어되어 영상을 표시한다.

상기 액정층(LC)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.

상기 배향막(ALN)은 상기 제1 전극(EL1)과 상기 액정층(LC) 사이 및 상기 제2 전극(EL2)과 상기 액정층(LC) 사이에 제공된다. 상기 배향막(ALN)은 상기 액정층(LC)의 액정 분자들을 초기배향하기 위한 것으로서, 폴리이미드 및/또는 폴리아믹산과 같은 유기 고분자로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 액정층(LC)과 상기 제2 전극(EL2) 사이, 및/또는 상기 제2 전극(EL2)과 상기 커버층(CVL) 사이에는 무기 절연막이 추가로 제공될 수 있다. 상기 무기 절연막은 실리콘 질화물이나 실리콘 산화물과 같은 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기 절연막은 상기 커버층(CVL)이 안정적으로 상기 터널 상 공동(TSC)을 유지할 수 있도록 지지한다.

상기 커버층(CVL) 상에는 봉지층(SL)이 제공된다. 상기 봉지층(SL)은 상기 표시 영역(DA)과 상기 비표시 영역(NDA)를 모두를 커버한다. 상기 봉지층(SL)은 상기 터널 상 공동(TSC) 양단의 개구를 막아 상기 터널 상 공동(TSC)을 밀폐한다. 즉, 상기 공간은 상기 제2 절연막(INS2)(상기 제2 절연막(INS2)이 생략되는 경우 제1 전극(EL1)), 상기 제2 전극(EL2), 및 상기 봉지층(SL)에 의해 밀폐된다.

상기 봉지층(SL)은 유기 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 유기 고분자의 예로는 폴리(p-자일렌)폴리머(poly(p-xylene)polymer, 즉, 파릴렌(parylene))을 들 수 있다.

상기 광학 부재는 상기 액정층(LC)를 지나는 광의 광학적 상태를 변경(예를 들어, 위상을 지연시키거나 편광)하기 위한 것으로, 제1 및 제2 편광판들(POL1, POL2)을 포함한다. 상기 광학 부재는 상기 제1 및 제2 편광판들(POL1, POL2)에 더해 제1 및 제2 사분 파장판들을 포함할 수 있다.

상기 제1 편광판(POL1)과 상기 제2 편광판(POL2)은 상기 표시 패널(DP)의 양면에 제공된다. 상기 제1 사분 파장판은 상기 표시 패널(DP)과 상기 제1 편광판(POL1) 사이에 제공되며, 상기 제2 사분 파장판은 상기 표시 패널(DP)과 상기 제2 편광판(POL1) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제1 편광판(POL1)과 상기 제2 편광판(POL2)의 편광축은 서로 수직으로 교차한다. 상기 제1 사분 파장판과 상기 제2 사분 파장판의 장축 또한 서로 수직으로 교차할 수 있다.

상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에서는 상기 액정 분자들이 포지티브 타입으로 사용된 ECB(electrically controlled birefringence) 모드로 구동된다. 다만, 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 액정층(LC)의 타입(즉, 포지티브 또는 네거티브) 및 상기 표시 장치의 구동 타입(예를 들어, IPS(in plane switching) 모드, VA(vertical alignment) 모드, 또는 ECB모드 등)에 따라 상기 광학 부재는 일부가 생략될 수 있으며, 또는 추가 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 편광판들(POL1, POL2)의 편광축 및 상기 제1 및 제2 사분 파장판들의 장축의 배치 또한 상기 액정층(LC)의 타입이나 상기 표시 장치의 구동 타입에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 라인(GL)을 통해 상기 게이트 전극(GE)에 게이트 신호가 제공되고 상기 데이터 라인(DL)을 통해 상기 소스 전극(SE)에 데이터 신호가 제공되면 상기 반도체층(SM)에 도전 채널(conductive channel, 이하 채널)이 형성된다. 이에 따라, 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 턴온되어 상기 데이터 신호가 상기 제1 전극(EL1)에 제공되며, 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2)에 사이에는 전계가 형성된다. 상기 전계에 따라 액정이 구동되며 그 결과 상기 액정층(LC)을 투과하는 광량에 따라 화상이 표시된다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 설명한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위해서는 먼저 베이스 기판(BS) 상에 박막 트랜지스터(TFT)와 컬러 필터부를 형성한다(S110, S120). 다음, 상기 컬러 필터부 상에 제1 전극(EL1), 희생층(SCR), 제2 전극(EL2), 및 지지부(SP)/커버층(CVL)을 순차적으로 형성(S130, S140, S150, S160)한 후, 상기 희생층(SCR)을 제거(S170)한다. 그 다음 배향막(ALN)을 형성(S180)하고, 액정층(LC)을 형성(S190)한 후, 상기 액정층(LC)을 봉지하는 봉지막(SL)을 형성(S200)한다. 다음으로, 광학 부재를 부착한다. (S210)

도 4a 내지 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부를 도시한 평면도이다. 도 4b 내지 도 8b는 도 4a 내지 도 8a의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 9a 내지 도 18a, 및 도 9b 내지 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 나머지 일부를 도시한 것으로, 도 9a 내지 도 18a는 도 8a의 II-II'선에 대응하는 순차적인 단면도이며, 도 9b 내지 도 18b는 도 8a의 III-III'선에 대응하는 순차적인 단면도이다.

도 4a 와 도 4b를 참조하면, 베이스 기판(BS) 상에 게이트 배선부가 형성된다. 상기 게이트 배선부는 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)을 포함한다.

상기 게이트 배선부는 도전성 물질, 예컨대 금속으로 형성할 수 있다. 상기 게이트 배선부는 상기 베이스 기판(BS)의 전면에 금속층을 형성하고 포토리소그래피 공정으로 상기 금속층을 패터닝하여 단일 공정으로 형성될 수 있다. 상기 게이트 배선부는 단일 금속 또는 합금으로 이루어진 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 두 종 이상의 금속 및/또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층으로 형성될 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 게이트 배선부 상에 제1 절연막(INS1)이 형성되고, 상기 제1 절연막(INS1) 상에 반도체층(SM)이 형성된다. 상기 반도체층(SM)은 상기 게이트 전극(GE)의 상부에 제공되며, 평면상에서 볼 때 상기 게이트 전극(GE)의 적어도 일부와 중첩하여 형성된다. 상기 반도체층(SM)은 도핑되거나 비도핑된 실리콘, 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 반도체층(SM) 상에 데이터 배선부가 형성된다. 상기 데이터 배선부는 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.

상기 데이터 배선부는 도전성 물질, 예컨대 금속으로 형성할 수 있다. 상기 데이터 배선부는 상기 베이스 기판(BS)의 전면에 금속층을 형성하고 포토리소그래피 공정으로 상기 금속층을 패터닝하여 단일 공정으로 형성될 수 있다. 상기 데이터 배선부는 단일 금속 또는 합금으로 이루어진 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 두 종 이상의 금속 및/또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층으로 형성될 수 있다.

상기 공정으로 형성된 상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE), 및 상기 반도체층(SM)은 박막 트랜지스터(TFT)를 이룬다. (S110)

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 데이터 배선부가 형성된 상기 베이스 기판(BS) 상에 컬러 필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM)이 형성(S120)되고, 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 콘택홀(CH)이 형성된다.

상기 컬러 필터(CF)는 상기 베이스 기판(BS) 상에 적색, 녹색, 청색, 또는 기타 색을 나타내는 컬러층을 형성하고, 상기 컬러층을 포토리소그래피를 이용하여 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)의 형성 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 포토리소그래피 대신 잉크젯 방법 등으로 형성할 수 있음은 물론이다. 상기 블랙 매트릭스(BM) 또한 상기 베이스 기판(BS) 상에 광을 흡수하는 차광층을 형성하고 상기 차광층을 포토리소스래피를 이용하여 패터닝함으로써 형성할 수 있으며, 선택적으로 다른 방법, 예를 들어 잉크젯 방법 등으로도 형성할 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)의 컬러층과 상기 블랙 매트릭스(BM)은 상기 설명한 것과 달리 다양한 순서로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 컬러층을 형성하고나서 블랙 매트릭스(BM)를 형성할 수 있으며, 이와 달리, 블랙 매트릭스(BM)를 형성하고 적색, 녹색, 청색 컬러층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 컬러층의 형성 순서 또한 필요에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

상기 콘택홀(CH)은 포토리소그래피 공정으로 상기 제1 절연막(INS1)과 상기 블랙 매트릭스(BM)의 일부를 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 상기 컬러 필터부 사이에는 선택적으로 추가 절연막(예를 들어, 패시베이션층)이 제공될 수 있다. 상기 추가 절연막은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 채널부를 보호하며 동시에 상기 컬러 필터부로부터의 불순물이 상기 박막 트랜지스터(TFT)로 확산되는 것을 방지할 수 있다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상기 컬러 필터부 상에 제1 전극(EL1)이 형성된다.(S130)

상기 제1 전극(EL1)은 상기 컬러 필터부 상에 도전 물질로 도전층을 형성한 다음 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 도전층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결된다.

상기 제1 전극(EL1) 상에는 상기 제1 전극(EL1)을 보호하는 제2 절연막(INS2)이 제공될 수 있다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 제2 절연막(INS2) 상에 희생층(SCR)이 형성된다. (S140)

상기 희생층(SCR)은 상기 표시 영역(DA)을 커버하며 상기 제2 방향(D2)으로 연장되도록 형성된다. 즉, 상기 희생층(SCR)은 상기 화소들이 상기 제1 방향(D1)을 행 방향, 상기 제2 방향(D2)을 열 방향으로 배열될 때, 상기 열을 따라 연장된 긴 막대 형상으로 제공된다. 그러나, 상기 희생층(SCR)의 연장 방향은 이에 한정되는 것은 아니며, 선택적으로, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되도록 형성될 수 있다.

상기 희생층(SCR)은 제거되어 상기 터널 상 공동(TSC)을 형성하기 위한 것으로서, 이후 액정층(LC)이 형성될 위치에 상기 터널 상 공동(TSC)의 폭과 높이에 대응하는 폭과 높이로 형성된다.

여기서, 지지부(SP)가 형성될 영역에는 상기 희생층(SCR)이 형성되지 않는다. 즉, 이후 상기 지지부(SP)가 형성될 영역에는 상기 희생층(SCR)이 패터닝되어 개구부(OPN)가 형성되며, 상기 개구부(OPN)가 형성된 영역의 상기 제2 절연막(INS2)의 상면이 노출된다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 개구부를 갖는 상기 희생층(SCR) 상에 도전층이 형성되고, 상기 도전층 상에 포토 레지스트 패턴(PR)이 형성된다.

상기 도전층은 ITO나 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 물리적 기상 증착 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 포토 레지스트 패턴(PR)은 제2 전극(EL2)이 형성될 영역에 형성된다. 상기 포토 레지스트 패턴(PR)은 상기 도전층 상에 포토 레지스트를 도포하고, 상기 포토 레지스트를 1차로 노광하고 노광된 포토 레지스트를 현상함으로써 형성될 수 있다.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 상기 희생층(SCR) 상에 제2 전극(EL2)이 형성된다. (S150) 상기 제2 전극(EL2)은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 마스크로 하여 상기 도전층을 식각함으로써 형성될 수 있다.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(PR)이 제거된다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 상기 제2 전극(EL2)이 형성된 베이스 기판(BS) 상에 커버층(CVL) 및 지지부(SP)가 형성(S160)된다.

상기 커버층(CVL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되며, 상기 제2 전극(EL2)을 커버한다. 여기서, 상기 제2 전극(EL2)과 상기 커버층(CVL)은 평면상에서 중첩하며 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 커버층(CVL)은 설계상 마진을 고려하여 상기 제2 전극(EL2)을 완전히 커버하도록 더 넓은 면적을 갖게 형성될 수 있다. 상기 커버층(CVL)은 상기 표시 영역(DA)의 상기 제2 방향(D2)의 양 단부에는 형성되지 않는다. 이에 따라, 상기 상기 표시 영역(DA)의 상기 제2 방향(D2)의 단부에 해당하는 영역의 희생층(SCR)의 상면이 노출된다.

상기 지지부(SP)는 상기 개구부(OPN)에 해당되는 부분에 제공된다. 여기서, 상기 지지부(SP)는 상기 커버층(CVL)으로부터 연장되며 상기 커버층(CVL)과 분리되지 않는 일체로 형성될 수 있다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정을 통해 상기 희생층(SCR)이 제거되어 터널 상 공동(TSC)이 형성된다.(S170) 상기 건식 식각 공정은 플라즈마를 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 습식 식각 공정은 상기 희생층(SCR)을 제거하기 위한 것으로, 상기 희생층(SCR)의 재료에 따라 다양한 식각액이 사용될 수 있다. 상기 희생층(SCR)은 습식 식각에 의해 상기 희생층(SCR)의 노출된 상면으로부터 상기 희생층(SCR)의 내부까지 순차적으로 식각된다. 이에 따라 상기 표시 영역(DA)에 대응하는 상기 제2 절연막(INS2)의 상면과 상기 제2 전극(EL2)의 하면이 노출되며, 상기 제2 절연막(INS2)의 상면, 상기 제2 전극(EL2)의 하면, 및 상기 표시 영역(DA)의 제2 방향(D2)의 양 단부로 정의되는 터널 상 공동(TSC)이 형성된다.

상기 터널상 공동(TSC)의 입구부에는 상기 지지부(SP)가 제공되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(SP)는 양측 입구부에 각각 1개씩 제공되어 상기 입구부를 두 부분으로 나눈다.

상기 제2 전극(EL2)을 형성하기 전에 상기 희생층(SCR) 상에 무기 절연막을 형성할 수 있으며, 또한, 상기 커버층(CVL)을 형성하기 전에 상기 제2 전극(EL2) 상에 추가 무기 절연막을 형성할 수 있다. 상기 무기 절연막은 상기 희생층(SCR) 식각시 상기 커버층(CVL)이 안정적으로 상기 터널 상 공동(TSC)을 유지할 수 있도록 지지한다.

도 15a 및 도 15b를 참조하면, 상기 터널상 공동(TSP) 내에 배향막(ALN)이 형성(S180)된다. 상기 배향막(ALN)은 배향 물질(예를 들어 폴리이미드나 폴리아믹산과 같은 유기 고분자)과 용매를 포함하는 배향액을 상기 터널상 공동 내에 배치시킨 후, 압력을 낮추거나 열을 가하는 방식으로, 상기 용매를 제거함으로써 형성할 수 있다.

도 16a 및 도 16b를 참조하면, 상기 터널 상 공동(TSC) 내에 액정층(LC), 예를 들어, 액정층이 형성된다. (S190) 상기 액정은 용매에 녹인 유체로 제공되므로 상기 터널 상 공동(TSC) 근처에 제공되면 모세관 현상에 의해 상기 터널 상 공동(TSC) 내로 이동한다. 상기 액정들은 마이크로피펫을 이용한 잉크젯을 이용하여 상기 터널 상 공동(TSC) 근처에 제공할 수 있다. 그 결과, 상기 액정층(LC)는 상기 터널 상 공동(TSC) 내와, 서로 인접한 상기 터널상 공동들(TSC) 사이 영역에 제공된다.

여기서, 상기 액정층은 진공 액정 주입 장치를 이용하여 상기 터널 상 공동(TSC) 내로 제공할 수 있다. 상기 진공 액정 주입 장치를 이용하는 경우, 상기 터널 상 공동(TSC)이 형성된 상기 베이스 기판(BS)의 일부를 챔버 내의 액정 재료가 든 용기에 침지하고 상기 챔버의 압력을 낮추면 모세관 현상에 의해 상기 터널 상 공동(TSC) 내로 액정이 공급된다.

도 17a 및 도 17b를 참조하면, 상기 터널 상 공동(TSC) 이외의 액정이 제거되고 상기 터널 상 공동(TSC)을 둘러싸는 봉지층(SL)이 형성된다.(S190) 상기 봉지층(SL)은 상기 터널 상 공동(TSC)의 입구부, 즉 모세관 현상에 의해 액정이 주입되었던 입구 부분을 막는다.

상기 봉지층(SL)은 유기 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 봉지층(SL)은 진공 증착에 의해 상기 터널상 공동(TSC)를 봉지할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 유기 고분자의 예로는 폴리(p-자일렌)폴리머(poly(p-xylene)polymer, 즉, 파릴렌(parylene))을 들 수 있다.

다음으로, 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 상기한 방식으로 제조한 표시 패널(DP)에 광학 부재가 부착된다(S210). 상기 광학 부재는 제1 및 제2 편광판들(POL1, POL2)을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 이와 같은 표시 장치에 따르면, 제조시 두 기판을 합착하는 공정이 생략된다. 또한, 기판과 액정의 사용량이 일반적인 표시 장치에 비해 매우 줄어든다. 이에 따라, 표시 장치의 제조 시간과 소요 비용이 대폭 감소한다.

상기 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 지지부를 상기 터널상 공동의 변형이 최소화된다. 이를 설명하면 다음과 같다.

상기 커버층은, 상기 커버층을 이루는 물질을 형성하고 패터닝하는 과정에서, 상기 커버층을 이루는 물질이 갖는 잔류 응력(인장 또는 압축)에 의해 변형되기 쉽다. 특히, 상기 터널상 공동에 있어서, 상기 커버층에 있어서 상기 기판으로부터 이격되며 상기 기판의 상면과 평행한 부분을 덮개부, 상기 기판의 상면과 상기 덮개부를 잇는 부분을 측벽부라 하면, 상기 덮개부의 변형이 용이하게 일어난다. 예를 들어, 상기 덮개부의 일부분, 특히 입구부에 대응하는 영역이 상부 방향으로 들리거나 하부 방향으로 처지는 변형이 일어난다. 상기 제2 절연막과 상기 덮개부 사이의 거리를 셀 갭이라고 하면, 상기 입구부 근처에서 셀 갭이 줄어들거나 늘어나는 결함이 발생하는 것이다. 특히, 상기 커버층이 무기 절연막/유기 절연막/무기 절연막의 삼중층으로 이루어지는 경우, 유기 물질과 무기 물질 사이의 잔류 응력 차이에 의해 변형이 심화될 수 있다.

또한, 희생층을 제거하기 위해 습식 식각을 한 후 상기 식각액을 제거하는 과정에서, 또는 배향액의 용매를 제거하는 과정에서 상기 유체의 표면 장력에 의한 정지마찰(stiction)에 의해 상기 덮개부가 하부로 처지는 현상이 일어날 수 있다. 여기서, 상기 덮개부의 처짐 정도가 매우 커서 상기 덮개부가 상기 제2 절연막에 접촉하는 경우 반 데르 발스힘에 의해 상기 덮개부가 상기 제2 절연막에 부착된 상태로 유지된다.

상기 유체의 표면 장력은 유체와 상기 터널상 공동의 내부 표면(본 실시예에서는 제2 전극)이 이루는 접촉각의 함수로 표현되며 상기 덮개부 전체에 걸쳐서 작용한다. 여기서, 상기 덮개부를, 상기 덮개부의 연장 방향을 길이로 하고 상기 덮개부의 연장방향에 수직한 방향을 폭으로 하는 빔(beam)으로 상정하여 빔 벤딩 이론(beam bending theory)을 적용하면, 상기 빔의 최대 처짐량은 상기 폭의 4제곱의 함수로 제공된다. 이에 따라 상기 터널상 공동의 폭이 커질수록, 즉, 상기 덮개부의 폭이 커질수록 상기 덮개부의 처짐량이 4제곱에 비례하여 커질 수 있다. 더욱이 이러한 변형 문제는 상기 터널상 공동의 입구부에서 크게 나타나는 바, 상기 유체가 상기 터널상 공동의 입구부 근처에서 최종적으로 증발할 때 상기 입구부를 지지하는 힘이 중심부에 비해 작기 때문에 상기 변형이 더욱 크게 나타난다.

그러나, 본 발명의 일 실시예예 따르면, 입구부에 대응하는 상기 덮개부에 지지부가 연결되어 상기 제2 절연막과 상기 덮개층 사이를 지지한다. 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 상기 지지부가 상기 폭의 1/2되는 지점에 제공되는 경우, 상기 입구부에 있어서는 상기 덮개부의 폭이 최초보다 1/2로 줄어들며, 빔의 최대 처짐량은 1/16로 줄어든다. 이에 따라, 상기 셀 갭의 변경폭이 감소되며, 균일한 셀 갭을 갖는 터널상 공동을 형성할 수 있게 된다.

도 19a 및 도 19b는 각각 지지부를 갖지 않는 화소 및 지지부를 갖는 화소에 있어서의 유체의 표면 장력에 따른 터널상 공동의 셀 갭의 차이를 컬러로 표시한 시뮬레이션 결과 사진이다.

도 19a 및 도 19b를 참조하면, 지지부가 제공되지 않는 경우 터널상 공동에 있어서 입구부에서의 셀 갭 변화가 매우 큰 것을 알 수 있으며, 지지부가 제공되는 경우 입구부에서의 셀 갭 변화가, 지지부가 제공되지 않는 경우에 비해, 매우 개선된 것을 알 수 있다. 여기서, 상기 지지부가 제공되지 않는 경우의 입구부에서의 처짐 정도를 100이라고 하면, 지지부가 제공될 경우의 셀 갭은 31.11로서, 처짐 정도가 약 69% 개선되었다.

도 20은 각각 지지부를 갖지 않는 화소 및 지지부를 갖는 화소에 있어서의 유체의 응력에 따른 터널상 공동의 셀 갭의 차이를 도시한 그래프이다. 지지부가 없는 화소는 '지지부 없음'으로 표시하였으며, 수치로 표현된 중첩량은 지지부가 제공되되, 표시 영역과의 중첩 정도를 마이크로 미터 단위로 나타낸 것이다. 또한, 장축거리는 터널상 공동의 입구부를 0으로 하여 상기 터널상 공동의 길이방향에 따른 거리를 마이크로미터 단위로 나타낸 것이다.

도 20을 참조하면, 응력(예를 들어 인장 응력)이 상기 터널상 공동의 입구부에 가해질 경우, 지지부가 없을 때의 입구부에서의 셀 갭은 약 3.47마이크로 미터이나, 지지부가 제공되었을 때의 셀 갭은, 지지부와 표시 영역과의 중첩 정도와 상관없이, 약 3.20마이크로 미터이다. 이에 따라, 입구부에 응력이 가해지더라도 지지부에 의해 그 응력의 효과를 감쇄할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 지지부는 다양한 개수와 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 도 21a 내지 도 21e는 본 발명의 실시예들에 따른 지지부들을 개시한 것이다.

도 21a를 참조하면, 지지부(SP)는 각 표시 영역(DA)에 대응하는 각 터널상 공동의 입구마다 독립적으로 제공될 수 있지만, 각 지지부(SP)가 서로 인접한 터널상 공동들에 대해 공유될 수 있다. 즉, 서로 인접한 터널상 공동들의 입구에 대응하여 지지부들(SP)이 서로 분리되지 않는 일체로 제공될 수 있다.

도 21b를 참조하면, 지지부(SP)는 표시 영역(DA)과 중첩되도록 터널상 공동 내부로 연장되어 제공될 수 있다.

도 21c를 참조하면, 지지부(SP)는 인접한 측벽부(WL)로부터 연장되어 제공될 수 있다.

도 21d를 참조하면, 지지부(SP)는 복수 개로 제공될 수 있다.

도 21e를 참조하면, 평면상에서의 지지부(SP)의 형태는 다양할 수 있으며, 도 21e에서는 삼각형으로 표시되었다.

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다. 본 발명의 다른 실시예에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며, 설명되지 않은 부분은 일 실시예에 따른다.

본 실시예에 있어서, 상기 터널상 공동의 평면 상에서의 형상은 상기 표시 영역(DA)의 형상과 실질적으로 일치하므로, 평면상에서의 터널상 공동의 형상을 중심으로 설명한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 평면상에서 볼 때 터널상 공동에 대응되는 표시 영역이 직사각형상을 가졌으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 표시 영역(DA)이 직사각형이 아닌 형상으로 제공될 수 있다.

다시 말해, 상기 터널상 공동의 길이 방향에 수직한 폭의 중심을 상기 터널상 공동의 길이 방향을 따라 이은 선을 중심선이라 할 때, 상기 중심선은 하나의 직선이 아니다. 즉, 상기 중심선은 적어도 두 개 이상의 복수의 직선의 합이거나, 곡선이거나, 직선과 곡선의 합일 수 있다. 도 22에서는 상기 중심선이 제1 방향(D1)으로 연장하는 제1 중심선(CL1)과, 상기 제1 중심선(CL1)의 양단에 연결되며 상기 제1 방향(D1)에 경사지게 형성된 제2 중심선(CL2)을 가지도록 도시되었다.

상기한 구조를 갖는 표시 장치는 입구부 들림이나 처짐 현상이 감소된다. 그 이유는 다음과 같다. 상기 일 실시예에서와 같이 덮개부의 들림이나 처짐은 잔류 응력과 표면 장력에 의해 발생할 수 있다. 그런데, 본 실시예에서는 덮개부가 복수회 절곡되었기 때문에 상기 잔류 응력 및 상기 표면 장력에 의해 상기 덮개부에 힘이 가해지더라도 절곡된 다른 영역으로 그 힘이 분산된다. 즉, 상기 덮개부는 터널상 공동을 따라 길게 연장되는 바, 상기 잔류 응력과 표면 장력은 상기 덮개부가 연장된 방향(즉, 중심선)을 따라 입구부에 중첩되어 가해질 수 있으나, 상기 연장 방향에 중심선이 적어도 1회 이상 굽어짐으로써, 입구부에 중첩되는 힘이 감소한다.

하기 표 1은 도 22에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 중심선의 절곡된 각도에 따른 셀 갭을 나타낸 것이며, 도 23은 도 22에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 중심선의 절곡된 각도에 따른 셀 갭을 마이크로미터 단위로 나타낸 그래프이다. 여기서, 상기 절곡된 위치는 입구부로부터 10마이크로미터인 곳으로 고정되었다. 절곡 각도는 터널상 공동의 폭 방향(제1 방향)에 대해 설정된 것이며, 직사각형은 중심선이 절곡되지 않은 기준 화소를 나타낸 것이다.

	최대 셀 갭	최소 셀갭	셀 갭 차이
직사각형	3.477	3.348	0.129
30도 절곡	3.395	3.313	0.083
45도 절곡	3.434	3.319	0.115
60도 절곡	3.463	3.322	0.141
75도 절곡	3.481	3.323	0.157

표 1 및 도 23을 참조하면, 절곡된 각도가 클수록 입구부에서의 들림 현상이 감소함을 알 수 있다. 예를 들어, 직사각형 화소의 경우 셀 갭의 차이는 0.129마이크로 미터이나, 30도 절곡된 경우의 셀 갭 차이는 0.083마이크로 미터로서 약 36%의 개선 효과가 있었다.

하기 표 2는 도 22에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 절곡된 위치에 따른 셀 갭을 나타낸 것이며, 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소에 있어서, 중심선의 절곡된 위치에 따른 셀 갭을 마이크로미터 단위로 나타낸 그래프이다. 여기서, 절곡된 각도는 45도로 고정되었다.

	최대 셀 갭	최소 셀갭	셀 갭 차이
직사각형	3.477	3.348	0.129
10um 절곡	3.434	3.319	0.115
20um 절곡	3.410	3.315	0.094
30um 절곡	3.393	3.309	0.084

표 2 및 도 24를 참조하면, 절곡된 위치가 입구부에 멀수록 입구부에서의 들림 현상이 감소함을 알 수 있다. 예를 들어, 직사각형 화소의 경우 셀 갭의 차이는 0.129마이크로 미터이나, 30도 절곡된 경우의 셀 갭 차이는 0.084마이크로 미터로서 약 35%의 개선 효과가 있었다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 본 발명의 일 실시예에서는 평면상에서 볼 때 터널상 공동에 대응되는 표시 영역의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 도 25a 내지 도 25d는 표시 영역의 형상들 및 중심선들을 도시한 것이다. 각 표시 영역에 있어서, 중심선들은 서로 다른 방향으로 연장된 하나 이상의 직선을 가지도록 제공될 수 있다. 다만, 도 25a에 따르면 터널상 공동은 표시 영역과 비표시 영역에 대응하도록 제공되며, 그 중 상기 절곡된 영역은 비표시 영역에 대응되도록 제공될 수 있다.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 터널상 공동 입구부에서의 들림이나 처짐 현상을 최소화하기 위해 일 실시예와 다른 실시예를 조합될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치 지지부를 포함할 수 있으며, 표시 영역의 중심선이 하나의 직선으로 이루어지지 않을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

BM : 블랙 매트릭스 CF : 컬러 필터
CVL : 커버층 DA : 표시 영역
DL : 데이터 라인 LC : 액정층
EL1 : 제1 전극 EL2 : 제2 전극
GL : 게이트 라인 SL : 봉지층
TFT : 박막 트랜지스터 TSC : 터널 상 공동

Claims (20)

1. 기판;
   상기 기판 상에 터널상 공동을 정의하는 커버층;
   상기 터널상 공동의 가장자리에 대응하여 제공되며 상기 커버층을 지지하는 지지부;
   상기 터널상 공동 내에 제공된 액정층;
   상기 액정층에 전계를 인가하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
   상기 터널상 공동을 밀폐하는 봉지층을 포함하는 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터널상 공동은 양측에 입구부를 가지며, 상기 지지부는 상기 입구부에 대응하여 제공되는 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 복수로 제공되는 표시 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 평면상에서 볼 때 상기 터널상 공동과 중첩하는 표시 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 커버층과 동일 물질로 형성되는 표시 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 커버층과 분리되지 않는 일체로 형성되는 표시 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 기판과 상기 커버층 사이에 제공된 기둥 형상인 표시 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 커버층은 상기 기판으로부터 이격되며 상기 기판의 상면과 평행한 덮개부와, 상기 기판의 상면과 상기 덮개부를 잇는 측벽부를 포함하며,
   상기 지지부는 상기 측벽부로부터 연장되는 표시 장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 지지부의 평면상에서의 형상은 다각형인 표시 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 터널상 공동은 복수로 제공되며, 서로 인접한 터널상 공동들의 입구에 대응하여 제공되는 지지부들은 서로 분리되지 않는 일체로 형성된 표시 장치.
11. 제1항에 있어서,
    평면상에서 볼 때 상기 터널상 공동은 직사각 형상을 가지며, 상기 터널상 공동의 길이 방향에 수직한 폭의 중심을 상기 터널상 공동의 길이 방향을 따라 이은 중심선은 직선이 아닌 표시 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 중심선은 서로 동일 선상에 있지 않은 적어도 두 개의 직선들을 포함하는 표시 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 기판은
    제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들;
    상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인들; 및
    상기 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인과 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 중심선은 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 중심선과, 상기 제1 중심선의 양단에 연결되며 상기 제1 방향에 경사진 제2 중심선을 포함하는 표시 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 중심선은 평면상에서 볼 때 상기 액정층과 중첩하며, 상기 제2 중심선은 상기 액정층과 중첩하지 않는 표시 장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 중심선은 곡선인 표시 장치.
16. 기판;
    상기 기판 상에 터널상 공동을 정의하는 커버층;
    상기 터널상 공동 내에 제공된 액정층;
    상기 액정층에 전계를 인가하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 터널상 공동을 밀폐하는 봉지층을 포함하며,
    상기 터널상 공동의 길이 방향에 수직한 폭의 중심을 상기 터널상 공동의 길이 방향을 따라 이은 중심선은 직선이 아닌 표시 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 중심선은 서로 동일 선상에 있지 않은 적어도 두 개의 직선들을 포함하는 표시 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 기판은
    제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들;
    상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인들; 및
    상기 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인과 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 중심선은 상기 제1 방향으로 연장하는 제1 중심선과, 상기 제1 중심선의 양단에 연결되며 상기 제1 방향에 경사진 제2 중심선을 포함하는 표시 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 중심선은 평면상에서 볼 때 상기 액정층과 중첩하며, 상기 제2 중심선은 상기 액정층과 중첩하지 않는 표시 장치.
20. 제16항에 있어서,
    상기 중심선은 곡선인 표시 장치.

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