KR20150065392A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수개의 분리된 미세 공간을 지지해주는 루프층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간 내에 형성되어 있는 화소 전극; 및 상기 미세 공간 내에 위치하는 액정층을 포함하며, 상기 루프층은 복수개의 미세 공간 내에 액정을 주입하기 위한 개구부를 가지고, 상기 절연 기판은 가장자리 영역과 나머지 영역을 포함하고, 상기 나머지 영역의 상기 개구부는 일정한 크기를 가지며, 상기 가장자리 영역의 상기 개구부는 상기 나머지 영역의 상기 개구부보다 작은 크기를 가지는 액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 패널의 가장자리에서 미세 공간 외부에 액정이 잔류하여 발생할 수 있는 표시 불량을 방지할 수 있고, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부의 액정 배향 불량을 방지할 수 있는 장점이 있고, 또한, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부에 우수한 액정 배향을 통해 패널의 가장자리까지 영상을 표시할 수 있도록 하여 표시 장치의 베젤(bezel) 영역을 더욱 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

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 액정층(nano crystal)을 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) 구조(나노 크리스탈 구조)를 갖는 액정 표시 장치는 포토 레지스트로 희생층을 형성하고 상부에 지지 부재를 코팅한 후에 희생층을 제거하고, 희생층 제거로 형성된 빈 공간에 액정을 채워 디스플레이를 만드는 장치이다.
하지만, EM 구조에 액정을 주입 시 패널의 가장자리 부위에서 패널 상에 형성되어 있는 미세 공간의 바깥으로 액정이 새어나가 잔류함으로서 표시 불량을 일으킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정이 주입되는 각 미세 공간 중 패널 가장자리 부위에 형성되어 있는 복수의 미세 공간 사이의 액정 주입구 크기를 조절함으로서, 패널 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부의 액정 배향이 우수한 미세 공간(Microcavity) 내에 존재하는 액정층(nano crystal)을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수개의 분리된 미세 공간을 지지해주는 루프층; 상기 절연 기판 위이며, 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간 내에 형성되어 있는 화소 전극; 및 상기 미세 공간 내에 위치하는 액정층을 포함하며, 상기 루프층은 복수개의 미세 공간 내에 액정을 주입하기 위한 개구부를 가지고, 상기 절연 기판은 가장자리 영역과 나머지 영역을 포함하고, 상기 나머지 영역의 상기 개구부는 일정한 크기를 가지며, 상기 가장자리 영역의 상기 개구부는 상기 나머지 영역의 상기 개구부보다 작은 크기를 가지는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 절연 기판의 가장자리 영역에 형성된 적어도 한 열 이상의 상기 개구부가 상기 절연 기판의 나머지 영역에 형성된 상기 개구부보다 세로 방향으로 작게 형성될 수 있다.
상기 절연 기판의 가장자리 영역에 형성되어 있는 상기 개구부의 크기는 3~55㎛일 수 있다.
상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지며, 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간은 상기 개구부의 크기에 대응하여 계단형으로 점차적으로 세로 방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 절연 기판의 나머지 영역의 방향으로, 상기 복수의 미세 공간을 기준으로 3 내지 8 열 안쪽에 위치한 상기 미세 공간이 형성된 위치로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 상기 개구부의 크기가 작아지도록 형성될 수 있다.
상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지다가, 다시 계단형으로 점차적으로 넓어지도록 형성될 수 있다.
상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 사선형으로 점차적으로 좁아지도록 형성 될 수 있다.
상기 미세 공간의 수평한 부분 및 상기 미세 공간의 측벽 위에 위치하는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전극을 덮는 하부 절연층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가장자리 영역과 나머지 영역을 포함하는 절연 기판 상에 화소 별로 분리되어 있는 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층이 형성되어 있는 상기 절연 기판 전면에 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 공통 전극 위로서 액정 주입을 위한 개구부를 포함하는 루프층을 형성하는 단계, 상기 개구부에 형성한 상기 공통 전극 및 상기 희생층을 제거하여 미세 공간을 형성하는 단계, 및 상기 개구부를 통해 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간으로 액정을 주입하는 단계를 포함하고, 상기 나머지 영역의 상기 개구부는 일정한 크기를 가지며, 상기 가장자리 영역의 상기 개구부는 상기 나머지 영역의 상기 개구부보다 작은 크기를 가지도록 형성하며, 상기 액정은 상기 절연 기판의 가장자리를 제외한 상기 절연 기판의 나머지 영역에서만 직접적으로 주입하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 패널의 가장자리에서 미세 공간 외부에 액정이 잔류하여 발생할 수 있는 표시 불량을 방지할 수 있고, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부의 액정 배향 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부에 우수한 액정 배향을 통해 패널의 가장자리까지 영상을 표시할 수 있도록 하여 표시 장치의 베젤(bezel) 영역을 더욱 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 2는 도 1의 II 영역을 확대하여 도시한 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 2의 V-V 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 9 내지 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
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.
일반적으로 EM 구조를 갖는 액정 표시 장치는 희생층을 제거한 후, 복수의 미세 공간 사이에 형성되어 있는 액정 주입구를 통해 액정을 주입하여 제조하는데, 패널의 가장자리 영역에서는 액정이 미세 공간으로 주입되지 않고 미세 공간의 외부에 남은 잔류 액정이 존재하여 표시 불량을 발생시킬 수 있다.
이에 패널의 가장자리 영역에 액정이 잔류하여 표시 불량을 일으키는 것을 방지하기 위해서, 패널의 가장자리 영역에 형성된 복수개의 미세 공간을 제외한 안쪽의 미세 공간에서부터 액정을 주입하는 방법을 사용할 수 있다. 이렇게 패널의 가장자리 영역을 제외하고 패널의 나머지 영역부터 주입된 액정은 패널의 가장자리로 흐르면서 가장자리 영역에 위치한 미세공간을 채우게 된다.
다만, 이 때 가장자리 영역으로 흐르는 액정은 직접적으로 액정이 주입되는 것이 아니라, 액정이 패널 나머지 영역에서 가장자리 영역으로 흐르면서 주입되기 때문에 패널의 가장자리 영역은 액정이 완전하게 채워지지 않아 패널의 가장자리 영역에서는 표시 불량이 발생할 수 있다.
액정이 완전하게 채워지지 않는 표시 영역의 가장자리 영역은 패널의 블랙매트릭스(BM) 영역으로 처리하여 표시 불량이 발생할 수 있는 부분은 비표시 영역으로 포함시킬 수 있으나, 최근에 들어 베젤(bezel)부를 얇게 형성하려는 추세에 맞지 않으므로 표시 영역의 가장자리 영역에도 표시 품질이 양호하게 나타날 수 있도록 하는 것이 중요하다.
따라서 표시 영역의 가장자리 영역에도 양호한 액정 배향이 형성될 수 있도록 하는 것이 중요한데, 앞서 설명한 부분을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다. 도 2는 도 1의 II-II 영역을 확대하여 도시한 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 자른 단면도이다. 도 4는 도 2의 IV-IV 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 1의 V-V 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 EM 구조를 갖는 액정 표시 장치의 복수 개의 화소(100)는 표시 영역의 가장자리에 위치한 가장자리 영역과 가장자리 영역을 제외한 나머지 영역에서 형성되어 있다.
여기서, 표시 영역의 가장자리 영역이라 함은 표시 영역 최외곽 10개 이하의 화소(100)가 배치된 영역을 의미하며, 나머지 영역은 가장자리 영역에 배치된 화소(100)를 제외한 나머지 화소(100)가 배치된 영역을 의미한다.
나머지 영역에 형성되어 있는 화소(100)에 액정 주입을 위한 루프층에 형성된 개구부(335)의 크기는 일정한 크기를 가지며, 가장자리 영역으로 갈수록 가장자리 영역의 개구부(335)가 작은 크기를 가지도록 형성되어 있다.
도 1에서는 왼쪽 또는 오른쪽에서부터 다섯 번째 화소(100)부터 가장자리로 갈수록 개구부(335)가 좁아지는 형태를 나타내고 있는데, 이러한 경우는 액정이 패널의 왼쪽과 오른쪽에서부터 각 5번째에 형성되어 있는 화소(100) 안쪽으로만 액정이 직접적으로 주입된다.
다만, 도 1에서는 편의상 가장자리로부터 5번째 화소(100)부터 가장자리로 갈수록 개구부(335)가 좁아지는 형태를 표현하고 있으나, 개구부(335)가 좁아지기 시작하는 화소(100)의 시점은 필요에 따라 도 1에 도시된 일실시예와 다르게 형성될 수 있다.
일반적으로, 화소(100) 내부의 액정층을 형성하기 위한 액정 주입은 모관력(capillary force)를 이용하여 주입하는데, 모관력은 개구부(335)의 크기에 따라 달라질 수 있다. 모관력은 개구부(335)의 크기가 커질수록 작아지며, 개구부(335)의 크기가 작아질수록 커진다.
액정의 주입을 원활하게 수행하기 위해서는 패널 상에서 액정이 직접적으로 주입되는 패널의 나머지 영역에 형성되어 있는 화소(100)에서, 액정이 직접적으로 주입되지 않는 패널의 가장자리 영역에 위치한 화소(100)로 거리가 멀어질수록 더욱 강한 모관력이 필요하게 된다.
이러한 점을 고려하여, 액정이 직접적으로 주입되는 화소(100)로부터 거리가 먼 위치에 형성되어 있는 액정이 직접적으로 주입되지 않는 화소(100)일수록 화소(100)의 개구부(335)의 크기를 더욱 작게 형성하여 액정의 주입을 용이하게 하여 액정 배향이 우수하게 형성될 수 있도록 한다.
또한, 액정이 직접적으로 주입되는 화소(100)와 가까운 위치에 형성되어 있는 액정이 직접적으로 주입되지 않는 화소(100)는 상대적으로 최외곽부에 형성되어 있는 화소(100)보다는 작은 모관력으로도 액정을 용이하게 주입할 수 있기 때문에 패널의 최외곽부에 위치한 화소(100) 방향으로 갈수록 개구부(335)가 계단형으로 점차 작아지는 형태로 형성되어 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 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 2의 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 발명의 일실시예의 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.
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 3 및 도 4의 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 공간(305)에 주입된 액정층(3)의 상부에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 미세 공간(305) 또는 액정층(3)의 상부 수평한 부분으로서 화소 전극(192)이 형성된 부분에 대응하는 부분, 미세 공간(305) 또는 액정층(3)의 측면 및 제2 보호막(185) 상부로서 차광부재(220)의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 공통 전극(270)은 별도의 구성 요소를 통하여 외부로부터 공통 전압(Vcom)을 인가받을 수 있으며, 트랜지스터 형성 영역(또는 개구부(335) 주변)을 통하여 인접하는 공통 전극(270)이 서로 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 개구부(335) 부분에 일부 공통 전극(270)이 남아 인접한 공통 전극(270)을 서로 연결하는 구조를 가질 수 있다.
공통 전극(270)이 미세 공간(305)의 위에서도 수평을 유지할 수 있는 이유는 아래 설명할 루프층(312)이 지지해주고 있기 때문이다.
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) 및 제2 보호막(185)의 위와 액정층(3)의 측면(또는 미세 공간(305)의 측면)에는 하부 절연층(311)이 위치한다. 하부 절연층(311)은 미세 공간(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 개구부(335)를 가질 수 있다. 하부 절연층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 개구부(335)는 미세 공간(305)을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다. 이에 대해서는 제조 방법을 설명하면서 상세하게 살펴본다.
또한, 미세 공간(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 미세 공간(305)의 내부에는 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 공간(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 공간(305)의 높이에 대응한다. 미세 공간(305)에 위치하는 액정층(3)을 나노 크리스탈(nano crystal)이라고도 한다.
미세 공간(305)에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(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 공간(Microcavity)) 및 나노 액정이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예에 따른 루프층(312)은 공통 전극(270)의 상부에 일정한 두께로 미세 공간(305)을 지지하는 역할을 하며, 미세 공간(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 개구부(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 개구부(335)를 형성한다.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
상부 절연층(313)의 위에는 캐핑막(도시하지 않음)이 형성되어 개구부(335)를 통하여 액정 분자(310)가 외부로 유출되는 것을 차단시킬 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 상부 절연층(313)의 상부(또는 캐핑막의 상부)에는 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 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 가장자리 영역에 위치한 개구부(335) 부분을 도시한 것으로서, 앞서 설명한 도 4와 비교하여 개구부(335)의 크기만을 제외하고는 실질적으로 동일한 바, 반복되는 설명은 생략한다.
패널의 가장자리 영역에 위치한 개구부(335)는 도 4에 도시되어 있는 패널의 나머지 영역에 위치한 개구부(335)와 다르게 개구부(335)의 크기가 상대적으로 작은 크기로 형성되어 있다.
이는 앞서 설명한 바와 같이, 액정의 주입을 원활하게 수행하기 위해서는 패널 상에서 액정이 직접적으로 주입되는 패널 나머지 영역에 형성되어 있는 화소(100)(도 4)에서 액정이 직접적으로 주입되지 않는 패널의 가장자리 영역에 위치한 화소(100)(도 5)로 거리가 멀어질수록 더욱 강한 모관력이 필요하게 된다.
이러한 점을 고려하여, 액정이 직접적으로 주입되는 화소(100)(도 4)로부터 거리가 먼 위치에 형성되어 있는, 액정이 직접적으로 주입되지 않는 화소(100)(도 5)일수록 화소(100)의 개구부(335)의 크기를 더욱 작게 형성하여 액정의 주입을 용이하게 하며, 액정 배향이 더욱 우수하게 형성될 수 있다.
패널의 나머지 영역에 위치한 개구부(335)의 크기는 45~55㎛일 수 있으며, 이에 따른 패널의 가장자리 영역에 위치한 개구부(335)의 크기는 3~55㎛로 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 작아지도록 형성될 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않고 개구부(335)의 크기는 다양하게 형성될 수 있으며 패널의 가장자리 영역에 위치한 개구부(335)의 크기가 패널의 나머지 영역에 위치한 개구부(335)의 크기보다 작게 형성될 수만 있다면 개구부(335)의 구체적 크기는 다양하게 형성될 수 있다.
그러면, 도 6을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 도 1에 도시된 일실시예와 비교하여 패널의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)의 형태 및 개구부(335)의 크기만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)는 도 1에 도시된 일실시예에 따른 액정 표시 장치와 달리 패널의 가장자리 영역으로 갈수록 화소(100)가 계단형으로 길어져 개구부(335)가 작아지는 형태를 가지다가 최외곽부에서는 다시 반대로 개구부(335)가 다소 넓어지는 형태로 형성되어 있을 수 있다.
다만, 이 경우 최외곽부에 형성된 개구부(335)가 다시 넓어지는 형태로 형성되어 있더라도 패널의 나머지 영역에 위치한 화소(100)의 개구부(335)보다는 크기가 작게 형성되어야 한다.
도 7을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예는 도 1에 도시된 일실시예와 비교하여 패널의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)의 형태 및 개구부(335)의 크기만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)는 도 1에 도시된 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소(100) 및 개구부(335)와 달리 패널의 가장자리 영역으로 갈수록 개구부(335)가 계단형으로 작아지는 형태가 아닌 점차적으로 작아지는 사선형으로 형성되어 있을 수 있다.
도 8을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이다.
도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예는 도 1에 도시된 일실시예와 비교하여 패널의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)의 형태 및 개구부(335)의 크기만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가장자리 영역에 형성되어 있는 화소(100)는 도 1에 도시된 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소(100) 및 개구부(335)와 달리 패널 가장자리 영역의 개구부(335)가 패널 나머지 영역의 개구부(335)보다 일정한 크기로 작게 형성되어 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 19를 통하여 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
도 9 내지 도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 배열한 도면이다.
먼저, 도 9는 절연 기판(110)위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)이 형성된 배치도이다.
도 9를 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 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 10 및 도 11에서 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 10은 반도체(151, 154, 155)를 형성한 배치도를 도시하고 있고, 도 11은 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 12A 및 도 12B에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230) 및 차광 부재(Black matrix; 220)를 형성한다. 여기서, 도 12A는 도 2에 대응하는 배치도이며, 도 12B는 도 3에 대응하는 단면도로 도 12B에서는 노광 및 식각 이후에 형성된 컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)를 도시하고 있다.
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 12A의 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 12A에서 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.
도 13A 및 도 13B를 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 13B는 도 3에 대응하는 도면으로 도 13A까지 형성된 액정 표시 장치의 단면도를 도시하고 있다.
그 후, 도 14C에서 도시하고 있는 바와 같이 희생층(300) 및 공통 전극(270)을 형성한다. 도 14C에서 도시하고 있는 바와 같은 희생층(300) 및 공통 전극(270)은 아래와 같은 방법으로 제조된다.
도 14A 내지 도 14C에서 도시하고 있는 바와 같이 제2 보호막(185), 화소 전극(192) 등이 형성되어 있는 액정 표시 패널의 전면에 포토 레지스트(PR)을 적층하여 희생층(300)을 형성하고, 노광, 현상 공정을 통해 각 화소(100) 별로 분리되어 형성되어 있는 희생층(300)을 형성한다.
희생층(300)은 제2 보호막(185) 위로서, 차광 부재(220)가 형성되어 있는 위치에 대응하는 위치에는 형성되지 않도록 한다.
그 후 희생층(300) 및 제2 보호막(185) 위로서, 차광 부재(220)가 형성되어 있는 위치에 대응하는 부분으로서 절연 기판(110) 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질을 적층하여 공통 전극(270)을 형성한다.
그 결과 도 14C와 같이 희생층(300) 및 공통 전극(270)의 선형 패턴이 완성된다.
그 후, 도 15A 내지 도 15C에서 도시한 바와 같이 희생층(300) 및 공통 전극(270)의 선형 패턴이 형성된 액정 표시 패널의 전면에 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 하부 절연층(311)을 형성한다. 하부 절연층(311)은 희생층(300) 및 공통 전극(270)의 선형 패턴을 덮는다.
그 후, 도 16A 내지 도 16C에서 도시한 바와 같이 루프층(312)을 형성한다. 루프층(312)은 유기 물질을 포함하여 형성할 수 있으며, 개구부(335)의 형성 공정에서 식각되는 영역(이하, '액정 주입구 오픈 영역' 이라 함)에는 루프층(312)을 형성하지 않는다. 도 16A에서 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 16A 내지 도 16C에서 전체적으로 형성한 하부 절연층(311)이 노출되어 있음을 번호를 부여하여 간접적으로 도시하였다.
패널의 가장자리 영역으로 갈수록 미세 공간(305)의 세로 방향 길이가 길어지도록 형성하기 위해 개구부(335) 오픈 영역이 좁아질 수 있도록 루프층(312)을 식각한다.
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 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 17A 내지 도 17C에서 도시하고 있는 바와 같이, 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함하는 상부 절연층용 물질을 적층하여 상부 절연층(313)을 액정 표시 패널 전면에 형성한다.
그 후, 도 18A 및 도 18D와 같이 액정 주입구 오픈 영역을 식각하여 개구부(335)를 형성한다.
액정 주입구 오픈 영역은 패널의 가장자리 영역으로 갈수록 미세 공간(305)의 세로 방향 길이가 길어지도록 형성하기 위해 액정 주입구 오픈 영역이 좁아지는 형태로 식각하여 개구부(335)를 형성한다.
상세하게 살펴보면, 도 18B와 같이 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질로 표시 패널 전 영역에 걸쳐 적층되어 있는 상부 절연층(313) 및 하부 절연층(311) 중 액정 주입구 오픈 영역에 형성되어 있는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)을 식각하여 공통 전극(270)을 남긴다.
그 후, 도 18C에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 주입구 오픈 영역에 형성되어 있는 공통 전극(270)도 식각하여 희생층(300)을 노출시킨다. 이때, 실시예에 따라서는 공통 전극(270)의 일부를 남겨 인접하는 공통 전극(270)이 서로 전기적으로 연결되어 있도록 할 수 있다.
즉, 개구부(335) 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.
그 후, 도 18D에서 도시하고 있는 바와 같이 노출된 희생층(300)을 제거한다.
그 후에는 도 3 및 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 미세 공간(305)에 배향막(도시하지 않음) 또는 액정층(3)을 모관력(capillary force)을 이용하여 주입한다.
앞서 설명한 것과 같이, 패널의 나머지 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 개구부(335)의 크기를 작게 형성한 후, 액정층(3)을 주입함으로서 액정이 직접적으로 주입되는 패널 나머지 영역에 형성되어 있는 화소(100)에서 액정이 직접적으로 주입되지 않는 패널의 가장자리 영역에 위치한 화소(100)로 거리가 멀어질수록 더욱 강한 모관력이 형성되어 액정의 주입을 용이하게 되고, 결국 액정 배향이 우수하게 형성될 수 있다.
그 후, 도시하고 있지 않지만, 미세 공간(305)에 주입된 액정층(3)이 밖으로 새어 나오는 것을 막기 위하여 캐핑막(도시하지 않음)을 형성하여 미세 공간(305)을 봉하는 공정을 진행할 수도 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.
실시예에 따라서는 하부 절연층(311) 및 상부 절연층(313)은 생략될 수 있다.
이하에서는 도 19를 통하여 본 발명의 또 다른 실시예를 살펴본다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 19는 도 3에 대응하는 도면으로서, 도 3에서 설명한 본 발명의 일실시예와 하부 절연층(311)만을 제외하고는 실질적으로 동일한 바, 반복되는 설명은 생략한다.
도 19의 실시예에서는 도 3의 실시예와 달리 하부 절연층(311)이 생략되어 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 패널의 가장자리에서 미세 공간 외부에 액정이 잔류하여 발생할 수 있는 표시 불량을 방지할 수 있고, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부의 액정 배향 불량을 방지할 수 있으며, 패널의 가장자리 부위에 형성되어 있는 미세 공간 내부에 우수한 액정 배향을 통해 패널의 가장자리까지 영상을 표시할 수 있도록 하여 표시 장치의 베젤(bezel) 영역을 더욱 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 절연 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 131: 유지 전압선
140: 게이트 절연막 151, 154, 155: 반도체
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180, 185: 보호막
186: 접촉구 192: 화소 전극
220: 차광 부재 230: 컬러 필터
270: 공통 전극 3: 액정층
300: 희생층 305: 미세 공간
307: 식각 저지층 311: 하부 절연층
312: 루프층 313: 상부 절연층
335: 개구부 100: 화소

Claims (18)

  1. 절연 기판;
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 복수개의 분리된 미세 공간을 지지해주는 루프층;
    상기 절연 기판 위이며, 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간 내에 형성되어 있는 화소 전극; 및
    상기 미세 공간 내에 위치하는 액정층을 포함하며,
    상기 루프층은 복수개의 미세 공간 내에 액정을 주입하기 위한 개구부를 가지고,
    상기 절연 기판은 가장자리 영역과 나머지 영역을 포함하고,
    상기 나머지 영역의 상기 개구부는 일정한 크기를 가지며, 상기 가장자리 영역의 상기 개구부는 상기 나머지 영역의 상기 개구부보다 작은 크기를 가지는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 절연 기판의 가장자리 영역에 형성된 적어도 한 열 이상의 상기 개구부가 상기 절연 기판의 나머지 영역에 형성된 상기 개구부보다 세로 방향으로 작게 형성된 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 절연 기판의 가장자리 영역에 형성되어 있는 상기 개구부의 크기는 3~55㎛인 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지며,
    상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간은 상기 개구부의 크기에 대응하여 계단형으로 점차적으로 세로 방향으로 길게 형성된 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 절연 기판의 나머지 영역의 방향으로, 상기 복수의 미세 공간을 기준으로 3 내지 8 열 안쪽에 위치한 상기 미세 공간이 형성된 위치로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 상기 개구부의 크기가 작아지도록 형성된 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지다가, 다시 계단형으로 점차적으로 넓어지도록 형성된 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 사선형으로 점차적으로 좁아지도록 형성된 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 미세 공간의 수평한 부분 및 상기 미세 공간의 측벽 위에 위치하는 공통 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 공통 전극을 덮는 하부 절연층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 가장자리 영역과 나머지 영역을 포함하는 절연 기판 상에 화소 별로 분리되어 있는 희생층을 형성하는 단계,
    상기 희생층이 형성되어 있는 상기 절연 기판 전면에 공통 전극을 형성하는 단계,
    상기 공통 전극 위로서 액정 주입을 위한 개구부를 포함하는 루프층을 형성하는 단계,
    상기 개구부에 형성한 상기 공통 전극 및 상기 희생층을 제거하여 미세 공간을 형성하는 단계, 및
    상기 개구부를 통해 상기 루프층에 의해 지지되는 미세 공간으로 액정을 주입하는 단계를 포함하고,
    상기 나머지 영역의 상기 개구부는 일정한 크기를 가지며, 상기 가장자리 영역의 상기 개구부는 상기 나머지 영역의 상기 개구부보다 작은 크기를 가지도록 형성하며,
    상기 액정은 상기 절연 기판의 가장자리를 제외한 상기 절연 기판의 나머지 영역에서만 직접적으로 주입하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 절연 기판의 가장자리 영역의 적어도 한 열 이상의 상기 개구부가 상기 절연 기판의 나머지 영역의 상기 개구부보다 세로 방향으로 작게 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 절연 기판의 가장자리 영역의 상기 개구부의 크기는 3~55㎛로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지며,
    상기 루프층에 의해 지지되는 상기 미세 공간은 상기 개구부의 크기에 대응하여 계단형으로 점차적으로 세로 방향으로 길게 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 절연 기판의 나머지 영역의 방향으로, 상기 복수의 미세 공간을 기준으로 3 내지 8 열 안쪽에 위치한 상기 미세 공간의 위치로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 상기 개구부의 크기가 작아지도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제10항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 계단형으로 점차적으로 좁아지다가, 다시 계단형으로 점차적으로 넓어지도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제10항에서,
    상기 개구부는 상기 절연 기판의 나머지 영역으로부터 상기 절연 기판의 가장자리 영역으로 갈수록 사선형으로 점차적으로 좁아지도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제10항에서,
    상기 루프층을 형성하는 단계 이전에,
    상기 공통 전극을 덮는 하부 절연층을 더 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제10항에서,
    상기 희생층을 형성하기 전에 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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