KR20160003962A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20160003962A
KR20160003962A KR1020140081872A KR20140081872A KR20160003962A KR 20160003962 A KR20160003962 A KR 20160003962A KR 1020140081872 A KR1020140081872 A KR 1020140081872A KR 20140081872 A KR20140081872 A KR 20140081872A KR 20160003962 A KR20160003962 A KR 20160003962A
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조성우
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

액정 표시 장치가 제공된다.
일례로, 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극 위에 위치하는 미세 공간층; 상기 기판과의 사이에 상기 미세 공간층을 정의하며, 액정 주입구를 포함하는 루프층; 상기 루프층의 저면에 형성되는 제2 전극; 및 상기 액정 주입구에 형성되며, 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할된 서포터를 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 대향하는 2개의 전극(화소 전극 및 공통 전극)에 전압을 인가하여 그 사이에 개재된 액정층의 액정 분자들의 배열을 제어함으로써 투과되는 빛의 양을 조정하는 표시 장치이다.
통상적으로 액정 표시 장치는 두 기판과 액정층을 포함하는 형태로 제조되나, 최근에는 제조 공정의 단순화를 위해 하나의 기판과 액정층을 포함하는 형태로 제조되고 있다.
일례로, 액정 표시 장치는 하나의 기판에 희생층과 루프층을 형성한 후 희생층을 제거하고, 희생층 제거로 형성된 미세 공간층에 배향 물질과 액정을 주입하는 방식으로 제조되고 있다.
한편, 액정 표시 장치는 미세 공간층에 배향 물질과 액정을 주입하기 위해 루프층의 일측면 또는 양측면에 형성되는 액정 주입구를 포함하며, 중력으로 인해 액정 주입구 부분의 루프층이 쳐지는 것을 방지하기 위해 액정 주입구 부분에 하나의 기둥으로 형성되는 서포터를 포함한다.
그런데, 액정 주입구를 통해 미세 공간층에 고형분과 솔벤트를 포함하는 배향 물질을 주입하고 건조시키는 과정에서, 배향 물질의 고형분이 서포터의 표면 장력에 의해 서포터의 외측면에 다량 접촉하여 배향막이 뭉치는 현상이 발생되고 있다. 이 경우, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 너무 두껍게 쌓이면 화소 영역의 개구율이 감소되어 투과율 저하 현상이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배향막의 뭉침으로 인해 화소 영역의 개구율이 감소되어 투과율 저하 현상이 발생되는 것을 줄일 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극 위에 위치하는 미세 공간층; 상기 기판과의 사이에 상기 미세 공간층을 정의하며, 액정 주입구를 포함하는 루프층; 상기 루프층의 저면에 형성되는 제2 전극; 및 상기 액정 주입구에 형성되며, 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할된 서포터를 포함한다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기 미세 공간층의 내부에 형성되는 배향막을 더 포함하며, 상기 배향막은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 덮는 메인 배향막과, 상기 충진 공간에 충진되며 상기 부분들의 외측면을 둘러싸는 잉여 배향막을 포함할 수 있다.
상기 각 부분은 사각 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 부분들은 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다.
상기 각 부분은 평면상에서 가로 길이와 세로 길이를 가지며, 상기 각 부분의 가로 길이는 상기 각 부분의 세로 길이의 두 배일 수 있다.
상기 각 부분의 가로 길이는 5㎛이며, 상기 각 부분의 세로 길이는 2.5㎛일 수 있다.
상기 부분들의 외측면은 하나의 사각형을 정의하며, 인접한 상기 부분들 사이의 이격 거리는 상기 각 부분의 가로 길이 및 상기 각 부분의 세로 길이 보다 짧을 수 있다.
상기 충진 공간은 평면상에서 십자 형상을 가질 수 있다.
상기 서포터는 상기 액정 주입구의 중앙 또는 양측에 배치될 수 있다.
상기 액정 주입구는 하나의 화소 영역 단위로 상기 루프층의 일측면 또는 양측면에 형성될 수 있다.
상기 부분은 4개 이상일 수 있다.
상기 부분은 원 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 서포터는 상기 루프층과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기 기판 상에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막트랜지스터를 더 포함하며, 상기 액정 주입구는 상기 박막트랜지스터가 형성된 트랜지스터 형성 영역에 위치할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소 영역을 가지며, 상기 각 화소 영역 단위로 제1 전극이 형성된 제1 표시층; 상기 제1 표시층과 대향하며, 제2 전극이 형성된 제2 표시층; 및 상기 제1 표시층과 상기 제2 표시층 사이에 형성되고, 상기 각 화소 영역 단위로 배치되며, 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할된 서포터를 포함한다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 표시층과 상기 제2 표시층 사이에 형성되는 배향막을 더 포함하며, 상기 배향막은 상기 제1 전극을 덮는 메인 배향막과, 상기 충진 공간에 충진되며 상기 부분들의 외측면을 둘러싸는 잉여 배향막을 포함할 수 있다.
상기 서포터는 상기 각 화소 영역 단위로 1개 이상 배치될 수 있다.
상기 각 부분은 사각 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 각 부분은 평면상에서 가로 길이와 세로 길이를 가지며, 상기 부분들의 외측면은 하나의 사각형을 정의하고, 인접한 상기 부분들 사이의 이격 거리는 상기 각 부분의 가로 길이 및 상기 각 부분의 세로 길이보다 짧을 수 있다.
상기 부분은 평면상에서 십자 형상을 가질 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할되어 형성되는 서포터를 루프층의 액정 주입구에 배치함으로써, 액정 주입구를 통해 미세 공간층에 고형분과 솔벤트를 포함하는 배향 물질을 주입하고 건조시키는 과정에서 배향 물질의 고형분을 서포터의 충진 공간에 충진되게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 배향 물질의 고형분이 서포터의 표면 장력에 의해 서포터의 외측면에 다량 접촉하여 뭉치는 것을 줄임으로써, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것을 줄이게 할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 루프층의 액정 주입부 및 서포터를 한 화소 단위로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에서 도 4의 한 화소와 대응되는 부분을 보여주기 위해 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 서포터의 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 서포터의 평면도이다.
도 8은 도 4의 서포터에 잉여 배향막이 채워진 것을 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 서포터의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 서포터의 평면도이다.
도 11은 도 9의 서포터에 잉여 배향막이 채워진 것을 보여주는 평면도이다.
도 12는 도 6에 도시된 서포터의 또다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 13은 도 6에 도시된 서포터의 또다른 예를 보여주는 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 루프층의 액정 주입부 및 서포터를 한 화소 단위로 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 1에서 도 4의 한 화소와 대응되는 부분을 보여주기 위해 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 크게 복수의 화소 영역(PA)을 가지며 각 화소 영역(PA) 단위로 화소 전극(PE; 또는 제1 전극이라 함)이 형성된 제1 표시층(PL1)과, 제1 표시층(PL1)과 대향하며 공통 전극(CE; 또는 제2 전극이라 함)이 형성된 제2 표시층(PL2)과, 제1 표시층(PL1)과 제2 표시층(PL2) 사이에 형성되는 액정층(LCL)과 동일한 레벨에 위치하는 서포터(160)를 포함한다.
구체적으로, 액정 표시 장치(100)는 기판(110), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 게이트 절연층(GIL), 박막트랜지스터(TFT), 절연층(120), 컬러 필터들(CF), 블랙 매트릭스(BM), 제1 보호층(130), 화소 전극(PE), 미세 공간층(CV), 루프층(140), 공통 전극(CE; 또는 제2 전극이라 함), 서포터(150), 배향막(160), 액정층(LCL), 실링막(170) 및 캡핑층(180)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 투명한 절연 기판일 수 있으며, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 복수의 화소 영역(PA)을 가질 수 있다.
게이트 라인(GL)은 기판(110) 상에 제1 방향으로 연장되게 형성되며, 게이트 신호를 전달한다. 게이트 라인(GL)의 일단에는 게이트 패드(GP)가 연결된다. 게이트 패드(GP) 상에는 게이트 패드 전극(GPE)이 형성될 수 있다. 게이트 패드 전극(GPE)은 화소 전극(PE)에 신호를 인가하기 위한 외부 배선을 연결하기 위한 컨택 전극이다.
데이터 라인(DL)은 기판(110)에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되게 형성되며, 게이트 라인(GL)과 절연되고 데이터 신호를 전달한다. 데이터 라인(DL)의 일단에는 데이터 패드(DP)가 연결된다. 데이터 패드(DP) 상에는 데이터 패드 전극(DPE)이 형성될 수 있다. 데이터 패드 전극(DPE)은 화소 전극(PE)에 신호를 인가하기 위한 외부 배선을 연결하기 위한 또 하나의 컨택 전극이다.
게이트 절연층(GIL)은 기판(110)의 표면에 형성되는 게이트 라인(GL) 및 게이트 패드(GP)를 커버하고, 절연 물질로 형성된다. 예를 들어, 게이트 절연층(GIL)은 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 한편, 게이트 절연층(GIL) 상에는 데이터 라인(DL) 및 데이터 패드(DP)가 형성될 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 전극(GE)은 평면상으로 게이트 라인(GL)으로부터 반도체층(SM) 측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐틴징크옥사이드(ITZO) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE)은 상술한 물질로 구성된 제1 전극층과 후술하는 물질로 구성된 제2 전극층을 포함하는 2층 구조를 가질 수도 있다. 상기 제2 전극층은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 티타늄(Ti)과 같은 금속이나, 적어도 하나의 상기 금속을 포함하는 합금일 수 있다.
반도체층(SM)은 게이트 절연층(GIL)을 사이에 두고 게이트 전극(GE) 상에 형성된다. 반도체층(SM)은 게이트 절연층(GIL) 상에 제공되는 활성층과 상기 활성층 상에 제공되는 오믹 컨택층을 포함할 수 있다. 한편, 반도체층(SM)은 데이터 라인(DL)과 게이트 절연층(GIL) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 반도체층(SM)은 데이터 패드(DP)와 게이트 절연층(GIL) 사이에도 형성될 수 있다.
소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)에서 돌출되어 형성되며, 평면상으로 게이트 전극(GE)의 적어도 일부와 중첩한다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)으로부터 이격되게 형성되며, 평면상으로 게이트 전극(GE)의 적어도 일부와 중첩한다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 구리, 몰리브덴, 알루미늄, 텅스텐, 크롬, 티타늄과 같은 금속이나, 적어도 하나의 상기 금속을 포함하는 합금일 수 있다. 여기서, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 이격된 영역을 제외한 영역에서 반도체층(SM)의 일부와 중첩한다.
절연층(120)은 게이트 절연층(GIL) 상에 형성되며, 드레인 전극(DE), 게이트 패드(GP) 및 데이터 패드(DP)를 노출하는 관통홀들을 가질 수 있다. 절연층(120)은 예를 들어 실리콘 질화물이나 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
컬러 필터들(CF) 각각은 절연층(120) 상에 각 화소 영역(PA)과 대응되게 형성된다. 컬러 필터(CF)는 액정층(LCL)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것으로, 적색 필터(R), 녹색 필터(G), 청색 필터(B) 중 하나를 표시할 수 있다. 그러나, 컬러 필터(CF)는 상기 언급된 컬러의 필터로 한정되는 것은 아니다.
블랙 매트릭스(BM)는 절연층(120) 상에 각 화소 영역(PA)의 가장 자리에 형성될 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스(BM)는 컬러 필터들(CF)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 데이터 라인(DL) 및 박막트랜지스터(TFT)와 중첩될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광차단 물질로 형성되어, 영상을 구현함에 있어 불필요한 광을 차단한다. 예를 들어, 블랙 매트릭스(BM)는 액정층(LCL)의 가장 자리에서 발생할 수 있는 액정 분자(LC)의 이상 거동에 의한 빛샘이나, 컬러 필터들(CF)의 가장자리에서 나타날 수 있는 혼색을 차단할 수 있다.
제1 보호층(130)은 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM) 상에 형성되며, 컬러 필터들CF)과 블랙 매트릭스(BM)를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 보호층(130)은 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM)를 보호하여, 액정 분자(LC)가 주입되는 미세 공간층(CV)을 형성하는 단계에서 마지막에 미세 공간층(CV) 내 잔여물을 제거하기 위한 O2 애싱 공정으로 인해 컬러 필터들(CF)과 블랙 매트릭스(BM)가 손상되는 것을 줄일 수 있다. 제1 보호층(130)은 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
화소 전극(PE)은 기판(110), 구체적으로 제1 보호층(130) 상에 각 화소 영역(PA) 단위로 형성되며, 드레인 전극(DE)과 연결된다. 화소 전극(PE)은 평면상에서 적어도 하나의 줄기 전극(PE1)과, 줄기 전극(PE1)로부터 돌출되어 형성된 복수의 가지 전극(PE2)과, 줄기 전극(PE1)과 드레인 전극(DE)을 연결하는 연결 전극(PE3)을 포함한다. 가지 전극들(PE2)은 서로 일정 간격 이격되어 분리된 형태를 가진다. 가지 전극들(PE2)은 소정 방향으로 평행하게 연장되도록 형성될 수 있다. 줄기 전극(PE1)과 가지 전극(PE2)은 도 1에 도시된 배열 형태로 한정되는 것은 아니며, 다양한 배열 형태를 가질 수 있다. 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)로 형성될 수 있다.
미세 공간층(CV)은 화소 전극(PE)의 위에 위치한다. 미세 공간층(CV)은 각 화소 영역(PA)별로 형성되는 희생층(미도시) 상에 루프층(140)을 형성한 후 희생층을 제거함으로써 형성될 수 있다. 미세 공간층(CV)은 배향막(160)과 액정층(LCL)이 형성되는 공간을 제공한다.
루프층(140)은 기판(110)과의 사이에 미세 공간층(CV)을 형성하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 루프층(140)은 기판(110) 상에 복수의 화소 영역을 구획하도록 형성되는 측벽들(141)과, 측벽들(141) 상에 측벽들(120)을 연결하도록 형성되는 평평부(142)를 포함할 수 있다. 루프층(140)은 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다. 상기 무기물은, 예를 들어 SiNx, SiOx 및 SiOxNy 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
루프층(140)은 기판(110)의 상기 제1 방향을 따라 형성되고 게이트 라인(GL)과 중첩하는 부분에 위치하는 액정 주입구(EN)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 액정 주입구(EN)는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 트랜지스터 영역에 형성될 수 있다. 그리고, 액정 주입구(EN)는 각 화소 영역(PA) 단위로 루프층(140)의 일측면 또는 양측면에 형성될 수 있다. 이러한 액정 주입구(EN)는 미세 공간층(CV) 내부로 배향 물질(AM) 및 액정 분자(LC)를 주입 가능하도록 하며, 미세 공간층(CV)을 형성하기 위한 희생층의 제거시 사용될 수 있다.
공통 전극(CE)은 루프층(140)의 저면에 형성되며, 측벽들(141)의 저면 상에서는 제1 보호층(130)과 접촉하며 평평부(142)의 저면 상에서는 화소 전극(PE)과 이격되게 형성될 수 있다. 공통 전극(CE)은 투명한 도전성 물질, 예를 들어 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)로 형성될 수 있으며, 화소 전극(PE)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(LC)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다. 한편, 공통 전극(CE)의 일부가 제거되어 액정 주입구(EN)의 일부가 형성될 수 있다.
서포터(150)는 루프층(140)의 액정 주입구(EN) 부분에 루프층(140)을 지지하도록 형성되며, 중력으로 인해 액정 주입구(EN) 부분의 루프층(140)이 쳐지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 서포터(150)는 액정 주입구(EN)를 통해 미세 공간층(CV)에 고형분과 솔벤트를 포함하는 배향 물질(AM)을 주입하고 건조시키는 과정에서, 배향 물질(AM)의 고형분이 서포터(150)의 충진 공간(도 6의 FP)에 충진되게 하여 배향 물질(AM)의 고형분이 서포터의 표면 장력에 의해 서포터(150)의 외측면에 다량 접촉하여 뭉치는 것을 줄일 수 있다. 서포터(150)는 루프층(140)의 형성시 루프층(140)과 일체화되어 형성될 수 있으며, 액정 주입구(EN)의 중앙 부분에 배치될 수 있다. 한편, 도 4 및 도 5에서 액정 주입구(EN)가 각 화소 단위로 루프층(140)의 양측면에 형성되어 서포터(150)가 각 화소 영역(PA) 단위로 2개로 배치되는 것으로 도시되었으나, 액정 주입구(EN)가 각 화소 단위로 루프층(140)의 일측면에 형성되는 경우 서포터(150)가 각 화소 영역(PA) 단위로 1개로 배치될 수 있다. 즉, 서포터(150)가 각 화소 영역(PA) 단위로 1개 이상 배치될 수 있다. 서포터(150)에 대해서는 이하에서 자세히 설명하기로 한다.
배향막(160)은 미세 공간층(CV) 내부에 형성된다. 구체적으로, 배향막(160)은 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)을 덮는 메인 배향막(161)과, 서포터(160)의 외측면에 접촉하고 서포터(150)의 충진 공간(FP)에 충진되는 잉여 배향막(162)을 포함한다. 배향막(160)은 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리실록산(Polysiloxane) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 배향 물질을 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간층(CV) 내부에 주입함으로써 형성될 수 있다.
액정층(LCL)은 모관력을 이용하여 미세 공간층(CV) 내부에 액정 분자(LC)를 주입하여 형성될 수 있다. 액정 분자(LC)는 배향막(160)에 의해 배향될 수 있다.
실링막(170)은 미세 공간층(CV)의 액정 주입구(EN)를 밀폐하도록 형성된다. 실링막(170)은 미세 공간층(CV) 내에 주입된 액정 분자(LC)와 반응하지 않는 실링 물질로 형성될 수 있다.
캡핑층(180)은 루프층(140) 상에 형성되며, 캡핑층(180)의 하부에 위치하는 다른 구성을 평탄화하며 보호하는 역할을 할 수 있다. 캡핑층(180)은 절연 물질로 형성될 수 있다. 한편, 캡핑층(180)은 미세 공간층(CV)의 액정 주입구(EN)를 밀폐하도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 실링막(170)은 생략될 수 있다.
다음은 서포터(150)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 도 4에 도시된 서포터의 사시도이고, 도 7은 도 4에 도시된 서포터의 평면도이고, 도 8은 도 4의 서포터에 잉여 배향막이 채워진 것을 보여주는 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 서포터(150)는 충진 공간(FP)을 정의하도록 복수의 부분으로 분할되어 형성된다. 예를 들어, 서포터(150)는 서로 일정 이격 거리(D)로 이격된 4개의 부분, 즉 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154)을 포함한다.
제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각은 사각 기둥 형상을 가질 수 있으며, 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각은 평면 상에서 가로 길이(HL)와 세로 길이(LL)를 가지며, 높이(H)를 가질 수 있다.
제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각의 가로 길이(HL)는 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각의 세로 길이(LL)의 두 배일 수 있다. 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각의 높이(H)는 제1 보호층(도 5의 130)과 루프층(140)의 평평부(142) 사이의 높이와 같을 수 있다. 예를 들어, 가로 길이(HL)는 약 5㎛일 수 있고, 세로 길이는(LL)는 약 2.5㎛일 수 있고, 높이(H)는 약 3㎛일 수 있다.
제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각에 의해 정의되는 서포터(150)의 충진 공간(FP)은 십자 형상을 가질 수 있다.
제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154)의 외측면은 하나의 사각형을 정의하며, 인접한 부분들(예를 들어, 제2 부분(152)과 제3 부분(153)) 사이의 이격 거리(D)는 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각의 가로 길이(HL) 및 세로 길이(LL)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 이격 거리(D)는 약 2㎛일 수 있다. 이 경우, 액정 주입구(도 5의 EN)를 통해 배향 물질(AM)이 미세 공간층(도 5의 CV)에 주입될 때, 도 8에 도시된 바와 같이 배향 물질(AM)의 고형분이 모관력에 의해 서포터(150)의 충진 공간(FP)에 채워질 수 있다. 이에 따라, 배향 물질(AM)의 고형분이 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154)의 외측면에 접촉하지만 두껍게 쌓이지 않는다. 따라서, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 너무 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다. 도 8에서, 배향 물질(AM)의 고형분이 서포터(150)의 충진 공간(FP)에 채워져 형성된 구성은 잉여 배향막(162)일 수 있다.
다음은 서포터의 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 도 6에 도시된 서포터의 다른 예를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 서포터의 평면도이고, 도 11은 도 9의 서포터에 잉여 배향막이 채워진 것을 보여주는 평면도이다.
도 9는 서포터(150a)가 서로 일정 이격 거리(D1)로 이격된 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a)을 포함하되, 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a) 각각이 원 기둥 형상을 가지는 것을 예시한다. 이 경우, 인접한 부분들(예를 들어, 제2 부분(152a)과 제3 부분(153a) 사이의 이격 거리(D1)는 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a) 각각의 직경(r)보다 작을 수 있다.
이와 같이 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a) 각각이 원 기둥 형상을 가지는 경우, 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a)에 의해 정의되는 충진 공간(FPa)이 도 6의 충진 공간(FP)보다 넓어질 수 있다.
이에 따라, 액정 주입구(도 5의 EN)를 통해 배향 물질(AM)이 미세 공간층(도 5의 CV)에 주입될 때, 도 11에 도시된 바와 같이 배향 물질(AM)의 고형분이 서포터(150a)의 충진 공간(FPa)에 대부분 채워지고 제1 부분(151a), 제2 부분(152a), 제3 부분(153a) 및 제4 부분(154a) 각각의 외측면에 얇게 쌓이거나 거의 쌓이지 않을 수 있다. 따라서, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다. 도 11에서, 배향 물질(AM)의 고형분이 서포터(150a)의 충진 공간(FPa)에 채워져 형성된 구성은 잉여 배향막(162)일 수 있다.
도 12는 도 6에 도시된 서포터의 또다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 12는 서포터(150b)가 충진 공간(FPb)을 정의하도록 6개의 부분으로 분할되어 형성됨을 예시한다. 즉, 서포터(150b)는 제1 부분(151b), 제2 부분(152b), 제3 부분(153b), 제4 부분(154b), 제5 부분(155b) 및 제6 부분(156b)을 포함한다.
제1 부분(151b), 제2 부분(152b), 제3 부분(153b), 제4 부분(154b), 제5 부분(155b) 및 제6 부분(156b) 각각의 크기는 도 6의 제1 부분(151), 제2 부분(152), 제3 부분(153) 및 제4 부분(154) 각각의 크기와 같을 수 있다. 그리고, 서포터(150b)에서 인접한 부분들(예를 들어, 제2 부분(152b)과 제3 부분(153b)) 사이의 이격 거리는 도 6의 서포터(150)에서 이격 거리(D)와 같을 수 있다.
이와 같이 서포터(150b)는 6개의 부분(151b, 152b, 153b, 154b, 155b, 156b)을 가지기 때문에, 제1 부분(151b), 제2 부분(152b), 제3 부분(153b), 제4 부분(154b), 제5 부분(155b) 및 제6 부분(156a)에 의해 정의되는 충진 공간(FPb)이 도 6에 도시된 충진 공간(FP)보다 넓어질 수 있다.
이에 따라, 액정 주입구(도 5의 EN)를 통해 배향 물질(AM)이 미세 공간층(도 5의 CV)에 주입될 때, 배향 물질의 고형분이 서포터(150b)의 충진 공간(FPb)에 대부분 채워지고 제1 부분(151b), 제2 부분(152b), 제3 부분(153b), 제4 부분(154b), 제5 부분(155b) 및 제6 부분(156b) 각각의 외측면에 거의 쌓이지 않을 수 있다. 따라서, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
한편, 도 6 및 도 12에서는, 서포터(150, 150)의 부분들의 개수가 4개 및 6개인 것으로 도시되었으나, 그 이상도 가능하다.
도 13은 도 6에 도시된 서포터의 또다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 13은 서포터(150)가 하나의 화소 영역 단위로 각 액정 주입구(EN)의 양측에 배치되는 것을 예시한다. 이 경우, 액정 주입구(EN) 부분의 루프층(140)이 쳐지는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 서포터(150)에 배향 물질의 고형분이 채워질 수 있는 충진 공간을 더 확보하여, 서포터(150)의 외측면에 고형분이 두껍게 쌓이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 충진 공간(FP)을 정의하도록 복수의 부분으로 분할되어 형성되는 서포터(150)를 루프층(140)의 액정 주입구(EN)에 배치함으로써, 액정 주입구(EN)를 통해 미세 공간층(CV)에 고형분과 솔벤트를 포함하는 배향 물질을 주입하고 건조시키는 과정에서 배향 물질의 고형분을 서포터(150)의 충진 공간(FP)에 충진되게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 배향 물질의 고형분이 서포터의 표면 장력에 의해 서포터의 외측면에 다량 접촉하여 뭉치는 것을 줄임으로써, 배향 물질의 고형분이 서포터의 외측면에 두껍게 쌓여 화소 영역의 개구율이 감소되고 투과율이 저하되는 것을 줄이게 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 액정 표시 장치 110: 기판
GL: 게이트 라인 DL: 데이터 라인
GIL: 게이트 절연층 TFT: 박막트랜지스터
120: 절연층 CF: 컬러 필터
BM: 블랙 매트릭스 130: 제1 보호층
PE: 화소 전극 CV: 미세 공간층
LC: 액정 분자 CE: 공통 전극
140: 루프층 150, 150a, 150b: 서포터
160: 배향막 170: 실링막
180: 캡핑층

Claims (20)

  1. 복수의 화소 영역을 가지는 기판;
    상기 각 화소 영역 단위로 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 위치하는 미세 공간층;
    상기 기판과의 사이에 상기 미세 공간층을 정의하며, 액정 주입구를 포함하는 루프층;
    상기 루프층의 저면에 형성되는 제2 전극; 및
    상기 액정 주입구에 형성되며, 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할된 서포터를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 미세 공간층의 내부에 형성되는 배향막을 더 포함하며,
    상기 배향막은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 덮는 메인 배향막과, 상기 충진 공간에 충진되며 상기 부분들의 외측면을 둘러싸는 잉여 배향막을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각 부분은 사각 기둥 형상을 가지는 액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 부분들은 서로 동일한 크기로 형성되는 액정 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 각 부분은 평면상에서 가로 길이와 세로 길이를 가지며,
    상기 각 부분의 가로 길이는 상기 각 부분의 세로 길이의 두 배인 액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 각 부분의 가로 길이는 5㎛이며, 상기 각 부분의 세로 길이는 2.5㎛인 액정 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 부분들의 외측면은 하나의 사각형을 정의하며,
    인접한 상기 부분들 사이의 이격 거리는 상기 각 부분의 가로 길이 및 상기 각 부분의 세로 길이 보다 짧은 액정 표시 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 충진 공간은 평면상에서 십자 형상을 가지는 액정 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 액정 주입구의 중앙 또는 양측에 배치되는 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 주입구는 하나의 화소 영역 단위로 상기 루프층의 일측면 또는 양측면에 형성되는 액정 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 부분은 4개 이상인 액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 부분은 원 기둥 형상을 가지는 액정 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 루프층과 일체로 형성되는 액정 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 액정 주입구는 상기 박막트랜지스터가 형성된 트랜지스터 형성 영역에 위치하는 액정 표시 장치.
  15. 복수의 화소 영역을 가지며, 상기 각 화소 영역 단위로 제1 전극이 형성된 제1 표시층;
    상기 제1 표시층과 대향하며, 제2 전극이 형성된 제2 표시층; 및
    상기 제1 표시층과 상기 제2 표시층 사이에 형성되고, 상기 각 화소 영역 단위로 배치되며, 충진 공간을 정의하도록 복수의 부분으로 분할된 서포터를 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 표시층과 상기 제2 표시층 사이에 형성되는 배향막을 더 포함하며,
    상기 배향막은 상기 제1 전극을 덮는 메인 배향막과, 상기 충진 공간에 충진되며 상기 부분들의 외측면을 둘러싸는 잉여 배향막을 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 각 화소 영역 단위로 1개 이상 배치되는 액정 표시 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 각 부분은 사각 기둥 형상을 가지는 액정 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 각 부분은 평면상에서 가로 길이와 세로 길이를 가지며,
    상기 부분들의 외측면은 하나의 사각형을 정의하고,
    인접한 상기 부분들 사이의 이격 거리는 상기 각 부분의 가로 길이 및 상기 각 부분의 세로 길이보다 짧은 액정 표시 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 부분은 평면상에서 십자 형상을 가지는 액정 표시 장치.
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