(57)【要約】【課題】  配向物質及び液晶物質を円滑に注入できる液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の一実施形態による基板と、前記基板上に配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの一端子と接続する画素電極と、前記画素電極上に配置して、液晶注入口を含み、画素領域に対応する複数の領域を含む微細空間層と、前記微細空間層上に配置する共通電極と、前記共通電極上に配置する支持部材と、前記支持部材上に配置する第１疎水性膜と、前記支持部材上に配置して、前記液晶注入口を覆うキャッピング膜とを含む。【選択図】図３
2014102500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタの一端子と接続する画素電極と、
前記画素電極上に配置された微細空間層（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）であって、液晶注入口をその端部に備える微細空間層と、
前記微細空間層上に配置された支持部材と、
前記支持部材の少なくとも端部上に配置された第１疎水性膜と、
前記支持部材上に配置されて、前記液晶注入口を覆うキャッピング膜と、を含む、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記微細空間層は複数の領域（ｒｅｇｉｏｎ）をなして形成され、互いに隣接する前記微細空間層の領域の間に配置された第２疎水性膜をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記微細空間層の複数の領域の間にグルーブが形成され、前記キャッピング膜は前記グルーブを覆っている、ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記グルーブで前記第２疎水性膜と前記キャッピング膜が接触する、ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１疎水性膜は、前記支持部材の上部面に位置する第１部分と、前記第１部分から延在して前記グルーブ内の側面に沿って位置する第２部分とを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記基板上に配置された複数の有機膜の部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）と、
互いに隣接する前記有機膜の部分の間に配置された遮光部材と、をさらに含み、
前記第２疎水性膜は前記遮光部材と重なる、ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記微細空間層上に配置された共通電極をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記微細空間層を取り囲む前記画素電極の表面及び前記共通電極の表面に親水性処理が施こされている、ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記画素電極と前記微細空間層又は前記共通電極と前記微細空間層の間に配置された配向膜をさらに含む、ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記微細空間層は液晶物質を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１疎水性膜は、炭素、水素又はフッ素を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
基板上に薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記薄膜トランジスタの上に画素電極を形成する段階と、
前記画素電極上に犠牲膜を形成する段階と、
前記犠牲膜上に支持部材を形成する段階と、
前記犠牲膜を除去して、液晶注入口をその端部に備える微細空間層を形成する段階と、
前記支持部材の少なくとも端部上に第１疎水性膜を形成する段階と、
前記微細空間層に液晶物質を注入する段階と、
前記支持部材上に前記液晶注入口を覆うようにキャッピング膜を形成する段階と、を含む、ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記微細空間層は、画素領域に対応する複数の領域からなり、前記複数の微細空間層の領域のうち、互いに隣接する微細空間層の領域の間に位置する第２疎水性膜を形成する段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記微細空間層の複数の領域の間にグルーブを形成し、前記キャッピング膜は前記グルーブを覆うように形成する、ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記グルーブ内において前記第２疎水性膜と前記キャッピング膜が接触するように形成する、ことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１疎水性膜は、前記支持部材の上部面の上に位置する第１部分と、前記第１部分から延在して前記グルーブ内の側面を覆うように位置する第２部分とを含むように形成する、ことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記基板上に複数の部分からなる有機膜を形成する段階と、
隣接する前記有機膜の部分の間に遮光部材を形成する段階と、をさらに含み、
前記第２疎水性膜は前記遮光部材と重なるように形成する、ことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記犠牲膜の上に共通電極を形成する段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記微細空間層を取り囲む前記画素電極の表面及び前記共通電極の表面に親水性処理を施す段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記親水性処理の段階は、酸素を含むプラズマ処理を施す段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極と共通電極など電界生成電極が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とからなる。
【０００３】
電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定して、入射光の偏光を制御することによって画像を表示する。
【０００４】
ＮＣＤ（Ｎａｎｏ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）液晶表示装置は、有機物質などで犠牲層を形成し、犠牲層の上に支持部材を形成した後に犠牲層を除去して、犠牲層の除去によって形成された空間に液晶を満たして製造する液晶表示装置である。
【０００５】
ＮＣＤ（Ｎａｎｏ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）液晶表示装置の製造方法は、液晶分子を整列、配向するために、液晶を注入する段階以前に配向液を注入した後、乾燥させる工程を含む。配向液を乾燥する過程において、配向液中の微細固形分（粉）が固まり（ｃｏａｌｅｓｃｅ）、大きい塊の群を形成する現象が発生して、光漏れ現象、透過率の低下現象、又は液晶物質を注入する後続工程を妨げるなどの問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、配向物質及び液晶物質を円滑に注入できる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、基板と、前記基板上に配置する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの一端子と接続する画素電極と、前記画素電極上に配置して、液晶注入口を含み、画素領域に対応する複数の領域を含む微細空間層と、前記微細空間層上に配置する支持部材と、前記支持部材上に配置する第１疎水性膜と、前記支持部材上に配置して、前記液晶注入口を覆うキャッピング膜とを含む。
【０００８】
前記複数の領域に形成された微細空間層のうち、互いに隣接する微細空間層の間に配置する第２疎水性膜をさらに含むことができる。
前記微細空間層の複数の領域の間にグルーブが形成され、前記キャッピング膜は前記グルーブを覆ってもよい。
前記グルーブで前記第２疎水性膜と前記キャッピング膜が接触してもよい。
前記第１疎水性膜は、前記支持部材の上部面に位置する第１部分と、前記第１部分から延在して前記グルーブ内の側面に沿って位置する第２部分とを含んでもよい。
前記基板上に配置する有機膜と、前記有機膜の間に配置する遮光部材とをさらに含み、前記第２疎水性膜は前記遮光部材と重なってもよい。
前記微細空間層上に配置する共通電極をさらに含んでもよい。
前記微細空間層を取り囲む前記画素電極の表面及び前記共通電極の表面に親水性処理を施してもよい。
前記画素電極と前記微細空間層又は前記共通電極と前記微細空間層の間に配置する配向膜をさらに含んでもよい。
前記微細空間層は液晶物質を含んでもよい。
前記第１疎水性膜は、炭素、水素又はフッ素を含んでもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法は、基板上に薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタ上に画素電極を形成する段階と、前記画素電極上に犠牲膜を形成する段階と、前記犠牲膜上に支持部材を形成する段階と、前記犠牲膜を除去して液晶注入口を含む微細空間層を形成する段階と、前記支持部材上に第１疎水性膜を形成する段階と、前記微細空間層に液晶物質を注入する段階と、前記支持部材上に前記液晶注入口を覆うようにキャッピング膜を形成する段階とを含む。
【００１０】
前記微細空間層は、画素領域に対応する複数の領域を含み、前記複数の領域に形成された微細空間層のうち、互いに隣接する微細空間層の間に位置する第２疎水性膜を形成する段階をさらに含んでもよい。
前記微細空間層の複数の領域の間にグルーブを形成し、前記キャッピング膜は前記グルーブを覆うように形成してもよい。
前記グルーブで前記第２疎水性膜と前記キャッピング膜が接触するように形成してもよい。
前記第１疎水性膜は、前記支持部材の上部面に上に位置する第１部分と、前記第１部分から延在して前記グルーブ内の側面を覆うように位置する第２部分とを含むように形成してもよい。
前記基板上に有機膜を形成する段階と、前記有機膜の間に遮光部材を形成する段階とをさらに含み、前記第２疎水性膜は前記遮光部材と重なるように形成してもよい。
前記犠牲膜上に共通電極を形成する段階をさらに含んでもよい。
前記微細空間層を取り囲む前記画素電極の表面及び前記共通電極の表面に親水性処理を施す段階をさらに含んでもよい。
前記親水性処理の段階は、酸素を含むプラズマ処理を施す段階をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、親水性処理又は疎水性処理を施すことにより、配向物質及び液晶の注入を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図１乃至図３の実施形態による微細空間層を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化できる。むしろ、ここで紹介される実施形態は、開示された内容を徹底的、且つ完全にし、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供される。
【００１４】
図面において、層及び領域の厚さは、明確性を期するために誇張されて示した。また、或る層が他の層又は基板「上」にあると言及される場合に、それは他の層又は基板上に直接形成されるか、又はそれらの間に第３の層が介される。明細書の全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は、同一の構成要素を意味する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。図２は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。図３は、図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。図４は、図１乃至図３の実施形態による微細空間層を示す斜視図である。
【００１６】
図１乃至図３を参照すれば、透明なガラス又はプラスチックなどからなる基板１１０の上に薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃを配置する。
薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃが形成されている基板１１０の上に有機膜２３０の複数の部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）を配置し、有機膜２３０の隣接する部分の間に遮光部材２２０を形成する。
有機膜２３０の各部分の上に画素電極１９１を配置し、画素電極１９１は、コンタクトホール１８５ａ、１８５ｂによって薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂの一端子と電気的に接続される。
【００１７】
図２及び図３は、切断線ＩＩ−ＩＩと切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図であるが、図２及び図３においては図１に示した基板１１０と有機膜２３０の間の構成を省略した。実際には上述のように、図２及び図３で基板１１０と有機膜２３０の間に薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃの構成の一部を含む。
【００１８】
有機膜２３０は、画素電極１９１の列方向に沿って長く延在し得る。有機膜２３０はカラーフィルタの役割を果たすことができ、その場合、有機膜（カラーフィルタ）２３０は、赤色、緑色、及び青色の三原色などの原色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示する。しかし、赤色、緑色、及び青色の三原色に制限されず、青緑色（ｃｙａｎ）、紫紅色（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）、及びホワイト系の色のうちの一つを表示する場合もある。
【００１９】
互いに隣接する有機膜２３０の部分は、図１において、各々タイル状をなし、横方向Ｄ及びこれと交差する縦方向に沿って離隔する。図２では横方向Ｄに沿って互いに離隔している有機膜２３０を示し、図３では縦方向に沿って互いに離隔している有機膜２３０を示す。
【００２０】
図２を参照すれば、横方向Ｄに沿って離隔している有機膜２３０の部分の間に縦遮光部材２２０ｂが位置する。図３を参照すれば、縦方向に沿って離隔している有機膜２３０の間には横遮光部材２２０ａが位置する。縦遮光部材２２０ｂの周縁は、隣接する有機膜２３０の部分の各々の周縁と重なっており、縦遮光部材２２０ｂが有機膜２３０の両側周縁と重なる幅は実質的に同一であり得る。横遮光部材２２０ａの周縁は、隣接する有機膜２３０の部分の各々の周縁と重なっており、横遮光部材２２０ａが有機膜２３０の両側周縁と重なる幅は実質的に同一であり得る。
【００２１】
画素電極１９１の上には下部配向膜１１が形成されており、下部配向膜１１は例えば、垂直配向膜である。下部配向膜１１は、ポリアミド酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）又はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの液晶配向膜であって、一般に使用される物質のうちの少なくとも一つを含んで形成できる。
【００２２】
下部配向膜１１の上には微細空間層４００を配置する。微細空間層４００には液晶分子３１０を含む液晶物質が注入されており、微細空間層４００は液晶注入口Ａを有する。微細空間層４００は、画素電極１９１の列方向、つまり縦方向に沿って形成される。本実施形態において、下部、上部配向膜１１、２１を形成する配向物質と、液晶分子３１０を含む液晶物質とは、毛管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｏｒｃｅ）を利用して微細空間層４００に注入される。
【００２３】
図３をさらに参照すれば、本実施形態では隣接する微細空間層４００の間であって、例えば横遮光部材２２０ａの上に第２疎水性膜２７５ａが形成されている。第１疎水性膜２７５ａは、炭素、水素又はフッ素を含み得る。第２疎水性膜２７５ａは、液晶注入口Ａを通じて液晶物質を注入するとき、液晶物質が分散せずに、液晶物質に含まれている液晶分子３１０の元の形状を維持するようにする。
【００２４】
微細空間層４００の上に上部配向膜２１を配置し、上部配向膜２１の上に共通電極２７０及び蓋膜２５０を配置する。共通電極２７０は共通電圧の印加を受け、データ電圧が印加された画素電極１９１と共に電界を生成して、二つの電極の間の微細空間層２００に位置する液晶分子３１０が傾く方向を決定する。共通電極２７０は、画素電極１９１とキャパシタを構成して、薄膜トランジスタがターンオフ（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）された後にも印加された電圧を維持する。蓋膜２５０は例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から形成される。
【００２５】
蓋膜２５０の上に支持部材（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）２６０を配置する。支持部材２６０は、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）、フォトレジスト、又はその他の有機物質を含み得る。支持部材２６０がシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）を含む場合には、化学気相蒸着法によって形成でき、フォトレジストを含む場合には、コーティング法によって形成できる。シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）は、化学気相蒸着法によって形成できる膜のうち透過率が高く、膜のストレスも少なくので変形が生じない長所がある。従って、本実施形態で支持部材２６０をシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）から形成することにより、光がよく透過し、膜ストレスが少なく、且つ安定的な膜を形成できる。
【００２６】
横遮光部材２２０ａの上には、微細空間層４００、上部配向膜２１、共通電極２７０、蓋膜２５０、及び支持部材２６０を貫くグルーブ（溝）ＧＲＶが形成されている。
以下、図２乃至図４を参照して、微細空間層４００について具体的に説明する。
【００２７】
図２乃至図４を参照すれば、微細空間層４００は、ゲート線１２１ａと重なる部分に位置する複数のグルーブＧＲＶによって分割された、ゲート線１２１ａが延在している方向Ｄに沿う複数の領域を含む。微細空間層４００の複数の領域（ｒｅｇｉｏｎ）は各々、複数の画素領域に対応する。
【００２８】
縦方向に沿って形成された微細空間層４００の複数の領域を一つの集団というとき、その集団は行方向に複数形成されている。このとき、微細空間層４００の間に形成されたグルーブＧＲＶは、ゲート線１２１ａが延在している方向Ｄに沿って配置され、微細空間層４００の液晶注入口ＡはグルーブＧＲＶと微細空間層４００の境界部分に対応する領域を形成する。
【００２９】
液晶注入口Ａは、グルーブＧＲＶが延在している方向に沿って形成されている。そして、ゲート線１２１ａが延在している方向Ｄにおいて互いに隣接する微細空間層４００の間に形成されたオープン部ＯＰＮは、図２に示したように支持部材２６０によって覆われ、埋められる。
【００３０】
微細空間層４００に含まれている液晶注入口Ａは、上部配向膜２１のグルーブＧＲＶに面する端部と横遮光部材２２０ａの間、即ち、上部配向膜２１のグルーブＧＲＶに面する端部と下部配向膜１１のグルーブＧＲＶに面する端部との間に配置される。
【００３１】
本実施形態において、グルーブＧＲＶが、ゲート線１２１ａが延在している方向Ｄに沿って形成されている場合を説明したが、他の実施形態では、グルーブＧＲＶは、データ線１７１が延在している方向に沿って形成され、複数の領域を含む微細空間層４００の集団が列方向に複数形成される。その場合、液晶注入口Ａは、データ線１７１が延在している方向に沿って形成されたグルーブＧＲＶが延在している方向に沿って形成される。
【００３２】
支持部材２６０の上に保護膜２４０を配置する。保護膜２４０は例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から形成される。保護膜２４０の上に第１疎水性膜２７５ｂを配置する。第１疎水性膜２７５ｂは、支持部材２６０の上部面に位置する第１部分２７５ｂ１と、第１部分２７５ｂ１から延在してグルーブＧＲＶ内の側面に沿って位置する第２部分２７５ｂ２とを含む。
【００３３】
第１疎水性膜２７５ｂは例えば、炭素、水素又はフッ素を含む。グルーブＧＲＶに液晶物質を滴下することによって液晶注入口Ａを通じて液晶物質を微細空間層４００内に注入しようとするとき、所望の位置に液晶物質が滴下されずにミスアライン（ｍｉｓ−ａｌｉｇｎ）が発生する恐れがある。即ち、このとき、グルーブＧＲＶに近く位置する支持部材２６０又は保護膜２４０の上部面に液晶物質が滴下する。
このような場合、第１疎水性膜２７５ｂは、液晶物質に含まれている液晶分子３１０の元の形状を維持しながら、液晶物質が他のところに分散せずに、液晶注入口Ａに向かって移動するように誘導する。
第１疎水性膜２７５ｂは、支持部材２６０の上部面の上に全面的に形成する必要はないので、他の実施形態では、液晶注入口Ａが形成されているグルーブＧＲＶに隣接して位置する支持部材２６０の上部面の上のみに形成する。
【００３４】
第１疎水性膜２７５ｂの上にキャッピング膜２８０を配置する。キャッピング膜２８０は、第１疎水性膜２７５ｂの第１部分２７５ｂ１と第２部分２７５ｂ２、及びグルーブＧＲＶによって露出した微細空間層４００の液晶注入口Ａを覆う。キャッピング膜２８０は例えば、熱硬化性樹脂、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）又はグラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）から形成される。
【００３５】
キャッピング膜２８０をグラフェンから形成する場合に、グラフェンはヘリウムなどを含むガスに対する不透過性（ｉｍｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）が強い特性を有するので、液晶注入口Ａを覆うキャッピング膜の役割を果たし、炭素結合からなる物質であるので、液晶物質と接触しても液晶物を汚染しない。それだけでなく、グラフェンは外部の酸素及び水分に対して液晶物質を保護する役割も果たす。
【００３６】
本実施形態において、微細空間層４００の液晶注入口Ａを通じて液晶物質を注入するので、別途の上部基板を形成することなく、液晶表示装置を形成できる。
他の実施形態では、キャッピング膜２８０の上に無機膜又は有機膜から形成されたオーバーコート膜（図示せず）を配置する。オーバーコート膜は、外部衝撃から微細空間層４００に注入された液晶分子３１０を保護し、膜を平坦化する役割を果たす。
【００３７】
以下、図１乃至図３をさらに参照して、本実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図１乃至図３を参照すれば、透明なガラス又はプラスチックなどからなる基板１１０の上に複数のゲート線１２１ａ、複数の減圧ゲート線１２１ｂ、及び複数の維持電極線１３１を含む複数のゲート導電体が形成されている。
【００３８】
ゲート線１２１ａ及び減圧（ｓｅｔ−ｄｏｗｎ）ゲート線１２１ｂは主に横方向に延在して、ゲート信号を伝達する。ゲート線１２１ａは、図で上、下方に突出した第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂを含み、減圧ゲート線１２１ｂは図で上方に突出した第３ゲート電極１２４ｃを含む。第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂは、互いに接続されて一つの突出部を形成する。
【００３９】
維持電極線１３１も主に横方向に延在して、共通電圧Ｖｃｏｍなどの予め定められた電圧を伝達する。維持電極線１３１は上下に突出した維持電極１２９、ゲート線１２１ａと実質的に垂直に延在した一対の縦部１３４、及び一対の縦部１３４の端を互いに接続する横部１２７を含む。横部１２７は下に拡張された容量電極１３７を含む。
【００４０】
ゲート線１２１ａ、減圧ゲート線１２１ｂ、維持電極線１３１を含むゲート導電体の上にはゲート絶縁膜（図示せず）が形成されている。
ゲート絶縁膜の上には非晶質又は結晶質ケイ素などからなる複数の線状半導体（図示せず）が形成されている。線状半導体は、主に縦方向に延在して、第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂに向かって延在しており、互いに接続されている第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂ、そして第３ゲート電極１２４ｃの上に位置する第３半導体１５４ｃを含む。
【００４１】
半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃの上には各々、一対のオーミックコンタクト部材（図示せず）が形成される。オーミックコンタクト部材は、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で形成される。
【００４２】
オーミックコンタクト部材の上には複数のデータ線１７１、複数の第１ドレイン電極１７５ａ、複数の第２ドレイン電極１７５ｂ、及び複数の第３ドレイン電極１７５ｃを含むデータ導電体が形成されている。
【００４３】
データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延在してゲート線１２１ａ及び減圧ゲート線１２１ｂと交差する。各データ線１７１は、第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂに向かって延在して互いに接続されている第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂを含む。
【００４４】
第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ、及び第３ドレイン電極１７５ｃは、広い一端部と、棒状の他端部とを含む。第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの棒状の端部は、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂによって一部が取り囲まれている。第１ドレイン電極１７５ａの広い一端部は、さらに延長されて「Ｕ」字状に曲がった第３ソース電極１７３ｃを形成する。第３ドレイン電極１７５ｃの広い端部１７７ｃは、容量電極１３７と重なって減圧キャパシタＣｓｔｄを形成し、棒状端部は第３ソース電極１７３ｃによって一部が取り囲まれている。
【００４５】
第１ゲート電極１２４ａ、第１ソース電極１７３ａ、及び第１ドレイン電極１７５ａは、第１半導体１５４ａと共に第１薄膜トランジスタＱａを形成し、第２ゲート電極１２４ｂ、第２ソース電極１７３ｂ、及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第２半導体１５４ｂと共に第２薄膜トランジスタＱｂを形成し、第３ゲート電極１２４ｃ、第３ソース電極１７３ｃ、及び第３ドレイン電極１７５ｃは、第３半導体１５４ｃと共に第３薄膜トランジスタＱｃを形成する。
【００４６】
第１半導体１５４ａ、第２半導体１５４ｂ、及び第３半導体１５４ｃを含む線状半導体は、ソース電極１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃとドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃの間のチャネル領域を除いては、データ導電体１７１、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ及びその下部のオーミックコンタクト部材と実質的に同一の平面形状を有し得る。
【００４７】
第１半導体１５４ａには、第１ソース電極１７３ａと第１ドレイン電極１７５ａの間で第１ソース電極１７３ａ及び第１ドレイン電極１７５ａによって覆われずに露出した部分があり、第２半導体１５４ｂには、第２ソース電極１７３ｂと第２ドレイン電極１７５ｂの間で第２ソース電極１７３ｂ及び第２ドレイン電極１７５ｂによって覆われずに露出した部分があり、第３半導体１５４ｃには、第３ソース電極１７３ｃと第３ドレイン電極１７５ｃの間で第３ソース電極１７３ｃ及び第３ドレイン電極１７５ｃによって覆われずに露出した部分がある。
【００４８】
データ導電体１７１、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ及び上記露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ部分の上には、窒化ケイ素又は酸化ケイ素などの無機絶縁物からなる下部保護膜（図示せず）が形成されている。
【００４９】
下部保護膜の上にはカラーフィルタ２３０が配置され得る。カラーフィルタ２３０は、第１薄膜トランジスタＱａ、第２薄膜トランジスタＱｂ、及び第３薄膜トランジスタＱｃなど位置する所を除いた大部分の領域に位置する。しかし、隣接するデータ線１７１の間に沿って縦方向に長く延在し得る。本実施形態において、カラーフィルタ２３０は画素電極１９１の下に形成されているが、共通電極２７０の上に形成し得る。
【００５０】
カラーフィルタ２３０が位置しない領域及びカラーフィルタ２３０の一部（端部）の上には遮光部材２２０を配置する。遮光部材２２０は、ゲート線１２１ａ及び減圧ゲート線１２１ｂに沿って延在して上下に拡張されており、第１薄膜トランジスタＱａ、第２薄膜トランジスタＱｂ、及び第３薄膜トランジスタＱｃなどが位置する領域を覆う第１遮光部材２２０ａとデータ線１７１に沿って延在している第２遮光部材２２０ｂを含む。
【００５１】
遮光部材２２０は、ブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ  ｍａｔｒｉｘ）ともいい、光漏れを防止する。
下部保護膜、遮光部材２２０には、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂを露出する複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。
【００５２】
そして、カラーフィルタ２３０、遮光部材２２０の上には第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂを含む画素電極１９１が形成されている。第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂは、ゲート線１２１ａ及び減圧ゲート線１２１ｂを介して互いに分離され、各々上と下に配置されて列方向に隣接する。第２副画素電極１９１ｂの高さは、第１副画素電極１９１ａの高さより高く、ほぼ１倍乃至３倍である。
【００５３】
第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂ各々の全体的な形状は四角形であり、第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂ各々は、横幹部１９３ａ、１９３ｂ、及び横幹部１９３ａ、１９３ｂと交差する縦幹部１９２ａ、１９２ｂからなる十字状幹部を含む。また、第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、各々複数の微細枝部１９４ａ、１９４ｂ、下端の突出部１９７ａ、及び上端の突出部１９７ｂを含む。
【００５４】
画素電極１９１は、横幹部１９３ａ、１９３ｂと縦幹部１９２ａ、１９２ｂによって４個の副領域に分けられる。微細部１９４ａ、１９４ｂは、横幹部１９３ａ、１９３ｂ及び縦幹部１９２ａ、１９２ｂから傾斜して延在しており、その延在する方向はゲート線１２１ａ、１２１ｂ又は横幹部１９３ａ、１９３ｂとほぼ４５度又は１３５度の角をなす。また、隣接する二つの副領域の微細部１９４ａ、１９４ｂが延在している方向は互いに直交する。
【００５５】
本実施形態において、第１副画素電極１９１ａは、外郭を取り囲む外郭幹部をさらに含み、第２副画素電極１９１ｂは、上端及び下端に位置する横部、及び第１副画素電極１９１ａの左右に位置する左右縦部をさらに含む。左右縦部は、データ線１７１と第１副画素電極１９１ａの間の容量性結合、つまり、カップリングを防止する。
【００５６】
画素電極１９１の上には、下部配向膜１１、微細空間層４００、上部配向膜２１、共通電極２７０、蓋膜２５０、及びキャッピング膜２８０などが形成されており、このような構成要素に対しては上述したので省略する。
【００５７】
これまで説明した液晶表示装置に関する説明は、側面視認性を向上するための視認性構造の一例であり、薄膜トランジスタの構造及び画素電極デザインは本実施形態で説明した構造に限定されず、変形して本発明の一実施形態による内容を適用できる。
【００５８】
以下、図５乃至図１４を参照して、上述した液晶表示装置を製造する一実施形態について説明する。図５、図７、図９及び図１３は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図を順に示したものであり、図６、図８、図１０、図１１、図１２及び図１４は、図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図を順に示したものである。
【００５９】
図５及び図６を参照すれば、透明なガラス又はプラスチックなどからなる基板１１０の上に薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃ（図１に示した）を形成する。薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃの上に画素領域に対応するように複数の有機膜２３０の部分を形成し、隣接する有機膜２３０の部分の間に遮光部材２２０ａ、２２０ｂを形成する。
【００６０】
以降、有機膜２３０の上に、図１に示したように、微細枝部１９４ａ、１９４ｂを含む画素電極１９１を形成する。画素電極１９１は、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明導電体から形成される。
画素電極１９１の上にシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）又はフォトレジストを含む犠牲膜３００を形成する。犠牲膜３００は他の実施形態では、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）及びフォトレジストではない有機物質から形成される。
【００６１】
犠牲膜３００がシリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）を含む場合には化学気相蒸着法によって形成でき、フォトレジストを含む場合にはコーティング法によって形成できる。犠牲膜３００はパターニングされて、薄膜トランジスタの一端子と接続されている信号線と平行な方向に沿ってグルーブＧＲＶが形成され、グルーブＧＲＶと実質的に垂直方向に沿ってオープン部ＯＰＮが形成される。
【００６２】
図７及び図８を参照すれば、犠牲膜３００の上に順次に共通電極２７０、蓋膜２５０、及び支持部材２６０を形成する。
共通電極２７０はＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明導電体から形成され、蓋膜２５０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から形成される。本実施形態による支持部材２６０は、上記の犠牲膜３００とは異なる物質で形成され得る。
【００６３】
共通電極２７０、蓋膜２５０、及び支持部材２６０は、犠牲膜３００の上に全面的に形成され、オープン部ＯＰＮを満たすように形成される。但し、犠牲膜３００を除去するための通路を確保するために、共通電極２７０、蓋膜２５０、及び支持部材２６０は横遮光部材２２０ａと重なる部分から除去される。しかし、犠牲膜３００を除去するための通路さえ確保できれば、グルーブＧＲＶ内に共通電極２７０、蓋膜２５０、及び支持部材２６０の一部が残っていることが許容される。
【００６４】
図９及び図１０を参照すれば、グルーブＧＲＶを通じて犠牲膜３００をＯ２アッシング（Ａｓｈｉｎｇ）又はウェットエッチング法などによって除去する。このとき、液晶注入口Ａを有する微細空間層４００が形成される。微細空間層４００は犠牲膜３００が除去されて形成された空の空間である。液晶注入口Ａは、薄膜トランジスタの一端子と接続されている信号線と平行な方向に沿って形成される。
【００６５】
図１１を参照すれば、微細空間層４００に酸素を含むプラズマ処理ＰＰを施す。プラズマ処理ＰＰによって微細空間層４００を取り囲んでいる画素電極１９１の表面及び共通電極２７０の表面は親水性を有する。ここで、プラズマ処理ＰＰに用いられる酸素が含まれているガスはＯ２、Ｏ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＣＯ、ＣＯ２を含む。例えば、プラズマ処理ＰＰを施すときの工程圧力は、１０−３トル（ｔｏｒｒ）乃至１０トル（ｔｏｒｒ）の範囲にあり、工程温度は、−２０℃乃至＋氏８０℃の間にあり、注入されるガスの流量は、１０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）乃至１００００ｓｃｃｍの範囲にある。
【００６６】
後続工程において、配向物質をグルーブＧＲＶ内に注入すれば、毛管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｏｒｃｅ）によって配向物質が液晶注入口Ａを通じて微細空間層４００の内部に入る。このとき、微細空間層４００の内壁が上述のように親水性を有するので、配向物質が乾燥されながら固形分は何れか一つのところに固まる（ｃｏａｌｅｓｃｅ）ことなく分散する。従って、乾燥された配向物質が液晶注入口Ａを塞いで液晶物質の注入を妨げる恐れ（ｒｉｓｋ）が減少する。
【００６７】
プラズマ処理ＰＰは、微細空間層４００の内壁に親水性を持たせるようにするだけでなく、支持部材２６０又は保護膜２４０の表面にも影響を与えて、支持部材２６０又は保護膜２４０の表面に親水性を持たせる。
【００６８】
図１２を参照すれば、隣接する微細空間層４００の領域の間に第２疎水性膜２７５ａを形成し、支持部材２６０又は保護膜２４０の上に第１疎水性膜２７５ｂを形成する。具体的に、第２疎水性膜２７５ａは、横遮光部材２２０ａと重なる部分に形成され、第１疎水性膜２７０ｂは、支持部材２６０の上部面の上に位置する第１部分２７５ｂ１と、第１部分２７５ｂ１から延在してグルーブＧＲＶ内の側面に沿って位置する第２部分２７５ｂ２とを含むように形成される。
【００６９】
第２疎水性膜２７５ａ及び第１疎水性膜２７０ｂは炭素、水素又はフッ素を含み、化学気相蒸着法又はスパッタリング方法などを使用して形成できる。スパッタリング方法によって第２疎水性膜２７５ａ及び第１疎水性膜２７０ｂを形成する場合、例えば、工程圧力は、１０−２トル（ｔｏｒｒ）乃至１０トル（ｔｏｒｒ）の範囲にあり、工程温度は、２０℃乃至３００℃の間にあり、注入されるガスの流量は、１０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）乃至１００００ｓｃｃｍの範囲にある。
【００７０】
第２疎水性膜２７５ａ及び第１疎水性膜２７０ｂは、後で、液晶注入口Ａを通じて液晶物質が注入されるとき、液晶物質を分散しないので、液晶物質に含まれている液晶分子３１０の元の形状が維持される。
【００７１】
図１３及び図１４を参照すれば、グルーブＧＲＶと液晶注入口Ａを通じて配向物質を注入して、画素電極１９１及び共通電極２７０の内面上に各々配向膜１１、２１を形成する。配向物質を液晶注入口Ａに滴下すると、毛管力によって配向物質が微細空間層４００に注入される。本実施形態では第２、第１疎水性膜２７５ａ、２７５ｂを形成した後に配向膜１１、２１を形成する場合を説明しているが、他の実施形態では、プラズマ処理ＰＰを施した後に配向膜１１、２１を形成し、その後で第２、第１疎水性膜２７５ａ、２７５ｂを形成するように工程順序を変更する。
【００７２】
次に、グルーブＧＲＶ及び液晶注入口Ａを通じて毛管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｏｒｃｅ）を利用して微細空間層４００に液晶分子３１０を含む液晶物質を注入する。本実施形態では液晶注入口Ａに隣接した領域に第２疎水性膜２７５ａが形成されているので、液晶物質を注入するとき、液晶物質が分散せずに液晶物質に含まれている液晶分子３１０が元の形状を維持しながら微細空間層４００に注入される。また、本実施形態ではグルーブＧＲＶに近く位置する支持部材２６０の上部面の上に第１疎水性膜２７５ｂが形成されている。従って、液晶物質の注入するとき、ミスアラインが発生しても、液晶分子３１０の元の形状を維持しながら液晶物質を液晶注入口Ａに向かって移動するように誘導できる。
【００７３】
次に、液晶注入口Ａには上記注入された液晶物質が外部に露出しているので、液晶注入口Ａを覆うようにキャッピング膜２８０を形成して、図２及び図３の実施形態による液晶表示装置を形成する。このとき、キャッピング膜２８０は、支持部材２６０の上部面及び側壁を覆うと共に、グルーブＧＲＶによって露出した微細空間層４００の液晶注入口Ａを覆う。また、グルーブＧＲＶで第２疎水性膜２７５ａとキャッピング膜２８０が接触してもよい。
【００７４】
キャッピング膜２８０は例えば、熱硬化性樹脂、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）又はグラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）から形成される。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義された本発明の基本概念を利用した当業者による種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００７６】
１１、１２  下部、上部配向膜
１１０  基板
１２１ａ、１２１ｂ  ゲート線、減圧ゲート線
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ  第１、第２、第３ゲート電極
１３１、１２９、１３４、１２７、１３７  維持電極線、維持電極、一対の縦部、横部、容量電極
１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ  第１、第２、第３半導体
１７１、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ  データ線、第１ソース電極、第２ソース電極、第３ソース電極
１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ  第１、第２、第３ドレイン電極
１８５ａ、１８５ｂ  コンタクトホール
１９１、１９１ａ、１９１ｂ  画素電極、第１、第２副画素電極
１９２ａ、１９２ｂ  縦幹部
１９３ａ、１９３ｂ  横幹部
１９４ａ、１９４ｂ  微細枝部
１９７ａ、１９７ｂ  下端、上端突出部
２２０、２２０ａ、２２０ｂ  遮光部材、横遮光部材、縦遮光部材
２３０  有機膜（カラーフィルタ）
２４０  保護膜
２５０  蓋膜
２６０  支持部材
２７０  共通電極
２７５ａ  第２疎水性膜
２７５ｂ、２７５ｂ１、２７５ｂ２  第１疎水性膜、第１疎水性膜の第１部分、第１疎水性膜の第２部分
２８０  キャッピング膜
３００  犠牲膜
３１０  液晶分子
４００  微細空間層
【図１】
2014102500.tif 000003
【図２】
2014102500.tif 000004
【図３】
2014102500.tif 000005
【図４】
2014102500.tif 000006
【図５】
2014102500.tif 000007
【図６】
2014102500.tif 000008
【図７】
2014102500.tif 000009
【図８】
2014102500.tif 000010
【図９】
2014102500.tif 000011
【図１０】
2014102500.tif 000012
【図１１】
2014102500.tif 000013
【図１２】
2014102500.tif 000014
【図１３】
2014102500.tif 000015
【図１４】
2014102500.tif 000016