KR20160147172A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160147172A
KR20160147172A KR1020150083458A KR20150083458A KR20160147172A KR 20160147172 A KR20160147172 A KR 20160147172A KR 1020150083458 A KR1020150083458 A KR 1020150083458A KR 20150083458 A KR20150083458 A KR 20150083458A KR 20160147172 A KR20160147172 A KR 20160147172A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
layer
forming
guide plate
light guide
Prior art date
Application number
KR1020150083458A
Other languages
English (en)
Inventor
김태균
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150083458A priority Critical patent/KR20160147172A/ko
Priority to US15/011,382 priority patent/US9885912B2/en
Publication of KR20160147172A publication Critical patent/KR20160147172A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133377—Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133604—Direct backlight with lamps
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1341—Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간(Microcavity)으로 형성된 액정층, 상기 액정층 위에 위치하는 루프층, 상기 루프층 위에 위치하는 캐핑층, 그리고 상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 위치하는 광원을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 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.
액정 표시 장치 가운데 하나로써, 픽셀에 복수의 미세 공간(micro cavity)을 형성하고, 여기에 액정을 채워 디스플레이를 구현하는 기술이 개발되고 있다. 종래의 액정 표시 장치에서는 두 장의 기판이 사용되었으나, 이 기술은 하나의 기판 위에 구성 요소들을 형성함으로써 장치의 무게, 두께 등을 줄일 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 기판을 이용하여 제조되는 표시 장치에서 박막화 및 대형화가 가능한 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간(Microcavity)으로 형성된 액정층, 상기 액정층 위에 위치하는 루프층, 상기 루프층 위에 위치하는 캐핑층, 그리고 상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 위치하는 광원을 포함한다.
상기 광원과 상기 캐핑층을 덮는 도광판을 더 포함할 수 있다.
상기 광원과 상기 도광판 사이에 위치하는 확산시트, 그리고 상기 도광판 위에 형성된 반사시트를 더 포함할 수 있다.
상기 캐핑층과 상기 광원 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 도광판은 상기 광원과 대응되는 위치에서 패터닝 되어 있을 수 있다.
상기 광원과 상기 도광판 사이에 위치하는 제1 확산시트, 그리고 상기 도광판 위에 형성된 제2 확산시트를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극, 상기 루프층 위에 위치하는 상부 절연층, 그리고 상기 루프층 아래에 위치하고, 상기 미세 공간을 기준으로 상기 화소 전극과 마주보는 하부 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 광원은 상기 박막 트랜지스터에 연결된 게이트선이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되는 액정 주입부를 따라 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 위에 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 위에 루프층을 형성하는 단계, 상기 희생층을 제거하여 복수의 미세 공간(Microcavity)을 형성하는 단계, 상기 복수의 미세 공간에 액정 물질을 주입하는 단계, 상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부를 덮는 캐핑층을 형성하는 단계, 그리고 상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부에 배치되는 광원을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 광원과 상기 캐핑층을 덮는 도광판을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도광판을 형성하기 이전에 상기 광원과 상기 캐핑층 위에 확산시트를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도광판을 형성한 이후에 상기 도광판 위에 반사시트를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도광판을 형성하기 이전에 상기 광원과 상기 캐핑층 위에 제1 확산 시트를 형성하는 단계, 그리고 상기 도광판을 형성한 이후에 상기 도광판 위에 제2 확산시트를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 캐핑층을 형성한 이후에 상기 상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부와 대향하여 차광 부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 액정 주입부는 상기 박막 트랜지스터에 연결된 게이트선이 뻗어 있는 방향을 따라 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 기판을 이용하여 제조되는 표시 장치에서 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간 사이에 광원을 형성하여 표시 장치의 박막화 및 대형화를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2에서 빛의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에서 빛의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도 들이다.
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. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다. 도 3은 도 1의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다. 도 4는 도 2에서 빛의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 복수의 미세 공간(305) 각각에 대응하는 복수의 화소 가운데 일부분인 2 * 2 화소 부분을 나타내고, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 이러한 화소가 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135a) 및 한 쌍의 세로부(135a)의 끝을 서로 연결하는 가로부(135b)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 화소 전극(191)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(151), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체층(151, 154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다. 여기서, 데이터선(171)은 빛샘 방지를 위한 차광 부재 역할을 할 수 있고, 데이터선(171)의 폭은 후술하는 격벽부(PWP)의 폭과 동일하거나 넓을 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층 부분(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(180a)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 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. 색필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다.
색필터(230) 위에는 이를 덮는 제2 층간 절연막(180b)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180b)은 규소 질화물(SiNx)와 규소 산화물(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
색필터(230) 및 층간 절연막(180a, 180b)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
제2 층간 절연막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형이며 가로 줄기부(191a) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(191b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(191a)와 세로 줄기부(191b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(191c)를 포함한다. 또한, 본 실시예에서 화소 전극(191)의 좌우 외곽에서 미세 가지부(191c)를 연결하는 외곽 줄기부(191d)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서 외곽 줄기부(191d)는 화소 전극(191)의 좌우 외곽에 위치하나, 화소 전극(191)의 상부 또는 하부까지 연장되어 위치할 수도 있다.
화소 전극(191)의 미세 가지부(191c)는 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 가지부(191c)간의 간격이 다를 수 있다.
화소 전극(191)은 세로 줄기부(191b)의 하단에서 연결되고, 세로 줄기부(191b)보다 넓은 면적을 갖는 연장부(197)를 포함하고, 연장부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
지금까지 설명한 색필터(230), 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 색필터(230)의 위치, 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인은 본 실시예에서 설명한 구조에 한정되지 않고, 변형하여 본 발명의 일실시예에 따른 내용을 적용할 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있고, 하부 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다. 하부 배향막(11)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
하부 배향막(11)과 대향하는 부분에 상부 배향막(21)이 위치하고, 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21) 사이에는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 미세 공간(305)은 액정층을 형성한다. 미세 공간(305)에는 액정 분자를 포함하는 액정 물질(310)이 주입되어 있고, 미세 공간(305)은 입구부(307)를 갖는다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 복수개 형성될 수 있다. 본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자를 포함하는 액정 물질(310)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다. 본 실시예에서 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 위치에 따른 구별되는 것일 뿐이고, 도 3에 도시한 바와 같이 서로 연결될 수 있다. 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 동시에 형성될 수 있다.
미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 액정 주입부(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어짐으로써 복수개의 미세 공간(305)을 형성하며, 복수의 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. 액정 주입부(307FP)는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 공정에서 트렌치가 형성되는 영역이고, 최종 구조에서 도 2에 도시한 바와 같이 캐핑층(390), 차광 부재(220) 등이 덮이는 영역일 수 있다.
또한 이후에 설명하는 격벽부(PWP)에 의해 미세 공간(305)은 가로 방향으로 나누어짐으로써 복수개의 미세 공간(305)을 형성하며, 복수의 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 행 방향 다시 말해 게이트선(121)이 뻗어 있는 가로 방향을 따라 형성될 수 있다. 복수개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응할 수 있다.
상부 배향막(21) 위에는 공통 전극(270), 하부 절연층(350)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 물질(310)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 하부 절연층(350)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
하부 절연층(350) 위에 루프층(Roof Layer; 360)이 위치한다. 루프층(360)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 그 모양을 유지할 수 있도록 하는 지붕 역할을 한다. 루프층(360)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 중앙부의 루프층(360)은 좌우 방향으로 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다.
루프층(360) 위에 상부 절연층(370)이 위치한다. 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 상부면과 접촉할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 측면부를 덮을 수 있고, 변형 실시예로 하부 절연층(350), 루프층(360) 및 상부 절연층(370)의 측벽이 실질적으로 동일하게 정렬되도록 형성될 수 있다.
상부 절연층(370) 위에 캐핑층(390)이 위치한다. 캐핑층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다. 본 실시예에서 캐핑층(390)은 상부 절연층(370) 상부뿐만 아니라 액정 주입부(307FP)에도 위치할 수 있다. 이 때, 캐핑층(390)은 액정 주입부(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 입구부(307)를 덮을 수 있다. 본 실시예에서 캐핑층(390)은 상부 절연층(370)에서 연장되어 액정 주입부(307FP)에서 움푹 들어간 구조를 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 액정 주입부(307FP)에서 액정 물질이 제거된 것으로 도시하였으나, 미세 공간(305)에 주입되고 남은 액정 물질이 액정 주입부(307FP)에 잔존할 수도 있다.
본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 형성되어 있다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성될 수 있고, 루프층(360)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 공통 전극(270), 하부 절연층(350), 루프층(360) 및 상부 절연층(370)이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다. 본 실시예에서는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)와 같은 격벽 구조가 있기 때문에 기판(110)이 휘더라도 발생하는 스트레스가 적고, 셀 갭(Cell Gap)이 변경되는 정도가 감소할 수 있다.
본 실시예에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 캐핑층(390)의 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터(Q)를 가려주어 광 누설 전류를 차단하고, 후술하는 광원(510)이 직접 박막 트랜지스터(Q) 방향으로 조사되는 것을 방지할 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 평행한 방향을 따라 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 세로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 위치하는 액정 주입부(307FP)에 광원(510)이 형성되어 있다. 이때, 광원(510)은 차광 부재(220)의 위에 형성될 수 있다. 여기서 광원(510)은 발광 다이오드(light emitting diode:LED) 등을 사용할 수 있으나 광원의 종류는 한정되지 않고, 냉음극 형광램프(CCFL) 등이 사용될 수 있다.
광원(510)과 캐핑층(390) 위에는 도광판(600)이 위치한다. 도광판(600)은 광원(510)으로부터 나온 빛이 시청자에게 균일하게 전달될 수 있도록 한다. 이때 도광판(600)은 아크릴 사출물을 포함하는 재질일 수 있으며, 보통 광 투과율이 높은 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate : PMMMA) 소재로 제조된다. 또는, 폴리메틸메타크릴레이트보다 내열성 및 내습성이 우수한 폴리메타크릴스틸렌(poly methacrylstyrene : MS) 소재일 수 있다. 도광판(600)은 쐐기 타입 플레이트 또는 평판형 플레이트가 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 광원(510) 및 도광판(600)에서 나온 빛을 산란시켜 광이 발산되도록 하는 확산 시트(531)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 확산 시트(531)는 광원(510)과 도광판(600)의 사이 이격된 공간에서 빛의 경로 상에 위치하는 것이 바람직하다.
확산 시트(531)의 재질은 투명한 실리콘, 폴리카보네이트 및 아크릴 수지(PMMA : PolyMethyl Methacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 즉, 확산 시트(531)는 연성 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로써 실리콘 재질 등을 서술하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 광의 순환이 가능한 어떠한 재질도 가능하다.
또한 본 실시예에서는 광원(510)으로부터 나온 광이 외부로 유실되지 않도록 반사 시트(520)를 더 포함할 수 있다. 이때 반사 시트(520)는 광원(510)으로부터 나온 광이 외부로 유실되지 않도록 표시 장치의 반대쪽으로 새어 나오는 광을 반사하여 표시 장치의 방향으로 광의 경로를 변경 시킨다. 즉, 광원(510)으로부터 나온 광이 도광판(600)의 상부 면으로 나오는 경우, 반사 시트(520)가 이를 반사시켜 다시 도광판(600)으로 들어갈 수 있도록 한다.
도 4를 참고하면 광원(510)으로부터 나온 광이 확산 시트(531)를 통하여 산란된다. 확산 시트(531)를 통해 산란되는 빛은 도광판(600)을 통하여 액정 분자(310)를 포함하는 액정층 및 색필터(230)를 통과하고, 기판(110)을 통해 시청자에게 균일하게 전달된다. 본 실시예에서 시청자는 기판(110)의 아래쪽에서 위쪽을 향하는 방향으로 표시 장치를 시청할 수 있다.
이때 표시 장치로부터 시청자의 반대쪽으로 새어 나오는 빛은 반사 시트(520)에 의하여 반사되어 유실되지 않고 표시 장치 쪽으로 경로가 변경되어, 광의 손실 없이 시청자에게 전달될 수 있다.
최근 많은 개발이 이루어지고 있는 곡면 표시 장치를 형성할 때, 기판(110) 아래에 광원(510)을 형성하게 되면 표시 장치의 전체 두께가 증가하게 되고, 이로 인해 표시 장치에 가해지는 인장력이 증가하여 표시 장치가 파손될 수 있다. 또한, 최근 광원을 도광판(600)의 가장자리 변에 배치하는 엣지(edge)형 표시 장치는 대형 디스플레이에서는 적용하기 어려운 점이 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 광원(510)을 기판(110)의 아래가 아닌, 기판(110) 위에 형성된 미세 공간(305) 사이에 위치하도록 함으로써, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있어, 표시 장치에 가해지는 인장력을 줄일 수 있고, 대형 디스플레이에 적용할 수 있다.
도시하지 않았으나, 캐핑층(390)과 도광판(600) 사이에는 편광자가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 다른 구성요소를 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 전술한 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(600)은 광원(510)과 대응되는 위치에 광원(510)의 크기만큼 패터닝이 되어 있다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 광원(510)의 적어도 일 부분이 도광판(600)의 패터닝 된 부분에 삽입될 수 있다. 이에 따라 광원(510)에서 나온 빛이 도광판(600)의 옆면을 통해 도광판(600)으로 들어갈 수 있고, 이에 따라 면광원을 형성할 수 있다.
이하에서는 도 6과 도 7을 참조하여, 변형된 실시예로써 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 전술한 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6에서 빛의 이동 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도광판(600)에서 나온 빛을 산란시켜 광이 발산되도록 하는 확산 시트(531, 532)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 확산 시트는 광원(510)과 도광판(600)의 사이 이격된 공간에서 빛의 경로 상에 위치하는 제1 확산 시트(531)와, 도광판(600) 위에 위치하는 제2 확산 시트(532)를 포함한다. 확산 시트(531, 532)는 광원(510) 및 도광판(600)에서 나온 빛을 산란시켜 광이 발산되도록 할 수 있다.
확산 시트(531, 532)의 재질은 투명한 실리콘, 폴리카보네이트 및 아크릴 수지(PMMA : PolyMethyl Methacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 즉, 확산 시트(531, 532)는 연성 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로써 실리콘 재질 등을 서술하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 광의 순환이 가능한 어떠한 재질도 가능하다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도광판(600)의 위, 아래에 확산 시트(531, 532)를 형성한다. 이에 따라, 광원(510)으로부터 나온 빛은 도광판(600)의 아래에 형성된 제1 확산 시트(531)를 따라 액정층 및 색필터(230)를 거쳐 액정 표시 장치의 아래쪽으로 전달될 뿐만 아니라, 도광판(600)의 위에 형성된 제2 확산 시트(532)를 따라 액정 표시 장치의 위쪽으로도 전달될 수 있다. 본 실시예에서 시청자는 기판(110)의 아래쪽에서 위쪽을 향하는 방향과 기판(100)의 위쪽에서 아래쪽을 향하는 방향으로 표시 장치를 시청할 수 있다.
즉, 도 7을 참고하면 먼저, 광원(510)으로부터 나온 광은 제1 확산 시트(531)를 통하여 산란된다. 제1 확산 시트(531)를 통해 산란되는 빛은 도광판(600)을 통하여 표시 장치 쪽으로 출광 된다. 이때 표시 장치의 위쪽으로 새어 나오는 빛은 도광판(600) 위에 형성된 제2 확산 시트(532)에 의하여 산란되어 표시 장치의 반대쪽으로도 균일하게 출광될 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 21을 참고하여 앞에서 설명한 액정 표시 장치를 제조하는 일실시예에 대해 설명하기로 한다. 하기에 설명하는 실시예는 제조 방법의 일실시예로 다른 형태로 변형 실시 가능하다.
도 8 내지 도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다. 도 8, 도 10, 도 12, 도 14, 도 15, 도 17, 도 19 및 도 21은 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도를 순서대로 나타낸 것이고, 도 9, 도 11, 도 13, 도 16 도 18 및 도 20은 도 1의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도를 순서대로 나타낸 것이다.
도 1, 도 8 및 도 9을 참고하면, 기판(110) 위에 일반적으로 알려진 스위칭 소자를 형성하기 위해 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)을 형성하고, 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(151, 154)을 형성하고, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 형성한다. 이 때 소스 전극(173)과 연결된 데이터선(171)은 게이트선(121)과 교차하면서 세로 방향으로 뻗도록 형성할 수 있다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)을 형성한다.
제1 층간 절연막(180a) 위에 화소 영역에 대응하는 위치에 색필터(230)를 형성한다. 색필터(230)의 위에 이들을 덮는 제2 층간 절연막(180b)을 형성하고, 제2 층간 절연막(180b)은 화소 전극(191)과 드레인 전극(175)을 전기적, 물리적으로 연결하는 접촉 구멍(185)을 갖도록 형성한다.
이후, 제2 층간 절연막(180b) 위에 화소 전극(191)을 형성하고, 화소 전극(191) 위에 희생층(300)을 형성한다. 희생층(300)에는 도 7에 도시한 바와 같이 데이터선(171)을 따라 오픈부(OPN)가 형성되어 있다. 오픈부(OPN)에는 이후 공정에서 공통 전극(270), 하부 절연층(350), 루프층(360) 및 상부 절연층(370)이 채워져 격벽부(PWP)를 형성할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 희생층(300) 위에 공통 전극(270), 하부 절연층(350) 및 루프층(360)을 차례로 형성한다. 루프층(360)은 노광 및 현상 공정에 의해 세로 방향으로 이웃하는 화소 영역 사이에 위치하는 차광 부재(220)와 대응하는 영역에서 제거될 수 있다. 루프층(360)은 차광 부재(220)와 대응하는 영역에서 하부 절연층(350)을 외부로 노출시킨다. 이 때, 공통 전극(270), 하부 절연층(350) 및 루프층(360)은 도 9에 도시한 바와 같이, 데이터선(171) 위에 형성된 오픈부(OPN)를 채우면서 격벽부(PWP)를 형성한다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 루프층(360)과 노출된 하부 절연층(350) 위를 덮도록 상부 절연층(370)을 형성한다.
도 14를 참고하면, 상부 절연층(370), 하부 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 식각하여 상부 절연층(370), 하부 절연층(350) 및 공통 전극(270)이 부분적으로 제거됨으로써 트렌치(308)를 형성한다. 이 때, 상부 절연층(370)이 루프층(360)의 측면을 덮는 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 루프층(360)의 측면을 덮고 있던 상부 절연층(370)이 제거되어 루프층(360)의 측면이 외부로 노출되도록 형성할 수도 있다.
도 15 및 도 16을 참고하면, 액정 주입부(307FP)를 통해 희생층(300)을 산소(O2) 애싱(Ashing) 처리 또는 습식 식각법 등으로 제거한다. 이 때, 입구부(307)를 갖는 미세 공간(305)이 형성된다. 미세 공간(305)은 희생층(300)이 제거되어 빈 공간 상태이다. 입구부(307)는 게이트선(121)과 평행한 방향을 따라 형성될 수 있다.
도 17 내지 도 18을 참고하면, 입구부(307)를 통해 배향 물질을 주입하여 화소 전극(191) 및 공통 전극(270) 위에 배향막(11, 21)을 형성한다. 구체적으로, 입구부(307)를 통해 고형분과 용매를 포함하는 배향 물질을 주입한 후에 베이크 공정을 수행한다.
그 다음, 잉크젯 방법 등을 사용하여 액정 주입부(307FP)에 액정 물질을 주입할 수 있다. 이 때, 모세관 현상 등에 의해 입구부(307)를 통해 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질들이 미세 공간(305)으로 들어갈 수 있다.
도 19 내지 도 20를 참고하면, 상부 절연층(370) 위에 입구부(307) 및 액정 주입부(307FP)를 덮도록 캐핑층(390)을 형성할 수 있다. 이 때, 캐핑층(390)은 상부 절연층(370)에서 트렌치(308)로 연장 형성되면서 움푹 들어간 구조를 형성할 수 있다. 이러한 구조가 형성된 자리에 후술하는 광원이 형성될 수 있다.
도 21을 참고하면, 캐핑층(390)위에 차광 부재(220)와 광원(510)을 형성할 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 평행한 방향을 따라 형성될 수 있고, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성할 수 있다.
그 다음, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 형성된 트렌치(308)가 형성된 액정 주입부(307FP)와 대응되는 위치에 광원(510)을 형성할 수 있다. 이 때, 본 실시예에서 광원(510)은 차광 부재(220) 위에 형성할 수 있다.
최근 많은 개발이 이루어지고 있는 곡면 표시 장치를 형성할 때, 광원(510)을 기판(110)의 아래에 형성하는 경우, 표시 장치의 전체 두께가 증가하게 되고, 이로 인해 표시 장치에 가해지는 인장력이 증가하여 표시 장치가 파손될 수 있다. 또한, 최근 광원을 도광판(600)의 가장자리 변에 배치하는 엣지(edge)형 표시 장치는 대형 디스플레이에서는 적용하기 어려운 점이 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 방법은 광원(510)을 기판(110) 위에 형성된 미세 공간(305) 사이에 위치하도록 함으로써, 액정 표시 장치의 두께를 줄여 표시 장치에 가해지는 인장력을 줄일 수 있고, 대형 디스플레이에 적용할 수 있다.
이후, 캐핑층(390)과 광원(510)을 덮도록 확산 시트(531, 532), 도광판(600), 그리고 반사 시트(520)를 형성하면 도 1 내지 도 3에서 설명한 액정 표시 장치를 형성할 수 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.
220 차광 부재 300 희생층
305 미세 공간(microcavity) 307 입구부
307FP 액정 주입부 308 트랜치
360 루프층 390 캐핑층
510 광원 600 도광판
531, 532 확산시트 520 반사시트

Claims (15)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간(Microcavity)으로 형성된 액정층,
    상기 액정층 위에 위치하는 루프층,
    상기 루프층 위에 위치하는 캐핑층, 그리고
    상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 위치하는 광원을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광원과 상기 캐핑층을 덮는 도광판을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 광원과 상기 도광판 사이에 위치하는 확산시트, 그리고
    상기 도광판 위에 형성된 반사시트를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 캐핑층과 상기 광원 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 도광판은 상기 광원과 대응되는 위치에서 패터닝 되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 광원과 상기 도광판 사이에 위치하는 제1 확산시트, 그리고
    상기 도광판 위에 형성된 제2 확산시트를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극,
    상기 루프층 위에 위치하는 상부 절연층, 그리고
    상기 루프층 아래에 위치하고, 상기 미세 공간을 기준으로 상기 화소 전극과 마주보는 하부 절연층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 광원은 상기 박막 트랜지스터에 연결된 게이트선이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되는 액정 주입부를 따라 형성되는 액정 표시 장치.
  9. 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 박막 트랜지스터 위에 화소 전극을 형성하는 단계,
    상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계,
    상기 희생층 위에 루프층을 형성하는 단계,
    상기 희생층을 제거하여 복수의 미세 공간(Microcavity)을 형성하는 단계,
    상기 복수의 미세 공간에 액정 물질을 주입하는 단계,
    상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부를 덮는 캐핑층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부에 배치되는 광원을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 광원과 상기 캐핑층을 덮는 도광판을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 도광판을 형성하기 이전에 상기 광원과 상기 캐핑층 위에 확산시트를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에서,
    상기 도광판을 형성한 이후에 상기 도광판 위에 반사시트를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 도광판을 형성하기 이전에 상기 광원과 상기 캐핑층 위에 제1 확산 시트를 형성하는 단계, 그리고
    상기 도광판을 형성한 이후에 상기 도광판 위에 제2 확산시트를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제9항에서,
    상기 캐핑층을 형성한 이후에 상기 상기 캐핑층 위에 위치하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 형성된 액정 주입부와 대향하여 차광 부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제9항에서,
    상기 액정 주입부는 상기 박막 트랜지스터에 연결된 게이트선이 뻗어 있는 방향을 따라 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
KR1020150083458A 2015-06-12 2015-06-12 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 KR20160147172A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150083458A KR20160147172A (ko) 2015-06-12 2015-06-12 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US15/011,382 US9885912B2 (en) 2015-06-12 2016-01-29 Liquid crystal display and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150083458A KR20160147172A (ko) 2015-06-12 2015-06-12 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160147172A true KR20160147172A (ko) 2016-12-22

Family

ID=57515878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150083458A KR20160147172A (ko) 2015-06-12 2015-06-12 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9885912B2 (ko)
KR (1) KR20160147172A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160084005A (ko) * 2015-01-02 2016-07-13 삼성디스플레이 주식회사 액정 디스플레이 장치
CN109307954B (zh) 2018-10-31 2024-04-09 武汉华星光电技术有限公司 背光模块及液晶显示器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI263105B (en) * 2004-10-22 2006-10-01 Ind Tech Res Inst Transflective electrophoretic displayer device
JP2013195992A (ja) * 2012-03-23 2013-09-30 Japan Display Inc 液晶表示装置およびその製造方法
JP2014092771A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Japan Display Inc 液晶表示装置
KR20140091808A (ko) 2013-01-11 2014-07-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101664422B1 (ko) * 2013-01-23 2016-10-10 엘지전자 주식회사 평면 조명 장치
KR20140137958A (ko) 2013-05-24 2014-12-03 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140146940A (ko) 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 시오티형 액정표시장치
KR20140147354A (ko) 2013-06-19 2014-12-30 삼성디스플레이 주식회사 배향막 형성 방법과 이를 이용한 액정 표시 장치 제조 방법
KR20150000610A (ko) * 2013-06-25 2015-01-05 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150007175A (ko) 2013-07-10 2015-01-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150008758A (ko) 2013-07-15 2015-01-23 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101476919B1 (ko) 2013-07-31 2014-12-26 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 셀의 절단 방법
CN106287578A (zh) * 2015-05-21 2017-01-04 瑞仪光电(苏州)有限公司 反射组件、背光模组
KR102362126B1 (ko) * 2015-08-31 2022-02-10 엘지디스플레이 주식회사 투명표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
US9885912B2 (en) 2018-02-06
US20160363815A1 (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101676770B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102106004B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20170020645A (ko) 표시 장치
KR20150140460A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150038950A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160093140A (ko) 액정 표시 장치
KR20150047358A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150035133A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2016128906A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
KR20150066977A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160147172A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101644903B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US20160306203A1 (en) Liquid crystal display
KR20150020909A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US20160170254A1 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR20160086518A (ko) 액정 표시 장치
KR20140112289A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150068156A (ko) 액정 표시 장치
KR20160137871A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150097855A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US20160320661A1 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR20160066536A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US9581848B2 (en) Liquid crystal display
KR20150047357A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160053055A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법