(57)【要約】【課題】製造工程を単純化することができ、且つ液晶注入口付近でルーフ層が浮き上がるのを防止することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による液晶表示装置は、基板、前記基板の上に位置する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタと接続される画素電極、前記画素電極と対向して位置するルーフ層、そして前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層を含み、前記画素電極と前記ルーフ層の間に複数の空間が形成されており、前記各空間は液晶物質を含み、前記ルーフ層は１つ以上の無機膜のみから形成される。【選択図】図２
2015219519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に位置する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続される画素電極と、
前記画素電極と対向して位置するルーフ層と、
前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層とを含み、
前記画素電極と前記ルーフ層の間に複数の空間が形成されており、
前記各空間は液晶物質を含み、
前記ルーフ層は１つ以上の無機膜のみから形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記無機膜は残留応力を有する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】
前記ルーフ層は、第１無機膜と第２無機膜が積層された構造を含み、
前記第１無機膜及び前記第２無機膜は、凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）又は引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）のいずれかを互いに異なるように有する、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４】
前記第１無機膜は凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、前記第２無機膜は引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有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無機膜と前記第２無機膜は交互に積層され、前記ルーフ層は前記第１無機膜と前記第２無機膜を少なくとも一つ以上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】
前記空間から遠くなるほど前記第１無機膜と前記第２無機膜の厚さが厚くなることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記空間と前記ルーフ層の間に位置する共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の空間の間に隔壁部が位置し、前記隔壁部は前記キャッピング層により覆われていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記隔壁部は、前記薄膜トランジスタに接続されたデータ線が伸びている方向に沿って形成される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】
前記複数の空間の間に液晶注入口形成領域が位置し、前記キャッピング層は前記液晶注入口形成領域を覆うことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶注入口形成領域は、前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が伸びている方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現在最も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場生成電極が形成されている二枚の表示板とその間に入っている液晶層からなる。
【０００３】
液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、電場を通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し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】
液晶表示装置の一つとして、ピクセルに複数の微細空間（ｍｉｃｒｏ  ｃａｖｉｔｙ）を形成し、微細空間に液晶を満たしてディスプレイを実現する技術が開発されている。従来の液晶表示装置では二枚の基板が使用され、上記技術は一つの基板上に構成要素を形成することによって装置の重量、厚さなどを減らすことができる。
【０００５】
複数の微細空間を有するディスプレイ装置で微細空間を維持するためにルーフ層を形成する。このようなルーフ層は隣接する微細空間の間で連続的に連結されてもよい。また、従来技術において、ルーフ層は無機膜と有機膜の複合層から形成されている。複合層において有機膜を中心に上下部の無機膜の応力（ｓｔｒｅｓｓ）制御を通じてルーフ層の変形を抑制することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開第２０１４−０２９３２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように、ルーフ層を無機膜と有機膜の複合層から形成する場合には、製造する際に用いられるマスク数が増加するため、液晶表示装置の製造工程が複雑になるという問題があった。その上、有機膜と無機膜との間にミスアライン（ｍｉｓ−ａｌｉｇｎ）が発生するのを考慮して整列マージンを大きくしなければならないので、開口率が低下する場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、製造工程を単純化することができる液晶表示装置を提供することにある。また、本発明の他の目的とするところは、液晶注入口付近でルーフ層が浮き上がるのを防止する液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板と、前記基板の上に位置する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続される画素電極と、前記画素電極と対向して位置するルーフ層と、前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層と、を含み、前記画素電極と前記ルーフ層の間に複数の空間が形成されており、前記各空間は液晶物質を含み、前記ルーフ層は１つ以上の無機膜のみから形成される、液晶表示装置が提供される。
【００１０】
前記無機膜は残留応力を有してもよい。
【００１１】
前記ルーフ層は、第１無機膜と第２無機膜が積層された構造を含み、前記第１無機膜及び前記第２無機膜は、凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）又は引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）のいずれかを互いに異なるように有してもよい。
【００１２】
前記第１無機膜は凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、前記第２無機膜は引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。
【００１３】
前記第１無機膜と前記第２無機膜は交互に積層され、前記ルーフ層は前記第１無機膜と前記第２無機膜を少なくとも一つ以上含んでもよい。
【００１４】
前記空間から遠くなるほど前記第１無機膜と前記第２無機膜の厚さが厚くなってもよい。
【００１５】
前記空間と前記ルーフ層の間に位置する共通電極をさらに含んでもよい。
【００１６】
前記複数の空間の間に隔壁部が位置し、前記隔壁部は前記キャッピング層を覆われていてもよい。
【００１７】
前記隔壁部は、前記薄膜トランジスタに接続されたデータ線が伸びている方向に沿って形成されてもよい。
【００１８】
前記複数の微細空間の間に液晶注入口形成領域が位置し、前記キャッピング層は前記液晶注入口形成領域を覆ってもよい。
【００１９】
前記液晶注入口形成領域は、前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が伸びている方向に沿って形成されてもよい。
【００２０】
前記微細空間と前記ルーフ層の間に位置する共通電極をさらに含み、前記共通電極、前記ルーフ層、及び前記キャッピング層は順次に配置されてもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板の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と接続されるように画素電極を形成する段階と、前記画素電極の上に犠牲層を形成する段階と、前記犠牲層の上にルーフ層を形成する段階と、前記ルーフ層をパターニングして前記犠牲層の一部を露出する段階と、前記犠牲層を除去して複数の微細空間（Ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）を形成する段階と、前記複数の微細空間に液晶物質を注入する段階と、前記微細空間の液晶注入口を覆うようにキャッピング層を形成する段階とを含み、前記ルーフ層は少なくとも一つの無機膜から形成することができる液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００２２】
前記ルーフ層を形成する段階は、応力（ｓｔｒｅｓｓ）特性が互いに異なる第１無機膜と第２無機膜を順次に積層することを含んでもよい。
【００２３】
前記第１無機膜は凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有する物質から形成し、前記第２無機膜は引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有する物質から形成してもよい。
【００２４】
前記ルーフ層を形成する段階は前記第１無機膜と前記第２無機膜を交互に積層する段階を含み、前記ルーフ層は前記第１無機膜と前記第２無機膜を少なくとも一つ以上含んでもよい。
【００２５】
前記微細空間から遠くなるほど前記第１無機膜と前記第２無機膜の厚さが厚くなるように前記ルーフ層を形成してもよい。
【００２６】
前記犠牲層と前記ルーフ層の間に位置する共通電極を形成する段階をさらに含んでもよい。
【００２７】
前記複数の微細空間の間に前記薄膜トランジスタに接続されたデータ線が伸びている方向に沿って隔壁部を形成し、前記キャッピング層は前記隔壁部を満たしてもよい。
【００２８】
前記ルーフ層をパターニングして前記犠牲層の一部を露出する段階で前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が伸びている方向に沿って液晶注入口形成領域を形成し、前記キャッピング層は前記液晶注入口形成領域を覆ってもよい。
【００２９】
前記犠牲層の上に共通電極及びルーフ層を形成する段階をさらに含み、前記共通電極と前記ルーフ層を一つのマスクでパターニングしてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によれば、無機膜のみからルーフ層を形成して工程を単純化することができる。また、互いに異なる応力特性を有する無機膜でルーフ層を形成して液晶注入口付近でルーフ層が浮き上がるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】本発明の一実施形態によるルーフ層を示す概略的な断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるルーフ層を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるルーフ層の厚さの変化による液晶注入口近所での浮き上がる程度を示す図である。
【図７】図２で説明した実施形態を変形した実施形態を示す断面図である。
【図８】図２で説明した実施形態を変形した実施形態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。
【図１５】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１６】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１７】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】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３３】
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描画されている。また、以下の説明において、層が他の層または基板の“上”にあると言及される場合、それは、他の層または基板の上に直接形成されるか、または他の層または基板の間に第３の層が介されてもよい。
【００３４】
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す配置図である。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。
【００３５】
図１は複数の画素中の一部分である２×２画素部分を示すものであり、本発明の一実施形態による液晶表示装置はこのような画素が上下左右に反復配列されてもよい。
【００３６】
図１乃至図３に示すように、透明なガラスまたはプラスチックなどで製造された基板１１０の上にゲート線１２１及び維持電極線１３１が形成されている。ゲート線１２１はゲート電極１２４を含む。維持電極線１３１は主に横方向に伸びており、共通電圧Ｖｃｏｍなどの一定の電圧を伝達することができる。維持電極線１３１はゲート線１２１と実質的に垂直に伸びた一対の縦部１３５ａ及び一対の縦部１３５ａの端を互いに連結する横部１３５ｂを含む。維持電極１３１の縦部１３５ａ、横部１３５ｂは画素電極１９１を囲む構造を有してもよい。
【００３７】
ゲート線１２１及び維持電極線１３１の上にゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０の上にはデータ線１７１の下部に位置する線状の半導体層１５１とソース／ドレイン電極の下部及び薄膜トランジスタＱのチャネル領域に対応する部分に半導体層１５４が形成されている。線状の半導体層１５１とソース／ドレイン電極の下部及びチャネル領域に対応する半導体層１５４は互いにつながってもよい。
【００３８】
線状の半導体層１５１とデータ線１７１の間及びソース／ドレイン電極の下部及びチャネル領域に対応する半導体層１５４とソース／ドレイン電極の間には複数の抵抗性接触部材が形成されていてもよい。なお、抵抗性接触部材は、図面では省略されている。
【００３９】
ソース電極１７３、ソース電極１７３と接続されるデータ線１７１、及びドレイン電極１７５を含むデータ導電体１７１、１７３、１７５は、各半導体層１５１、１５４及びゲート絶縁膜１４０の上に形成されている。
【００４０】
ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は半導体層１５４と共に薄膜トランジスタＱを形成し、薄膜トランジスタＱのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）はソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の露出された半導体層部分に形成される。
【００４１】
データ導電体１７１、１７３、１７５及び露出された半導体層部分の上には第１層間絶縁膜１８０ａが形成されている。第１層間絶縁膜１８０ａはシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物または有機絶縁物を含むことができる。
【００４２】
第１層間絶縁膜１８０ａの上にはカラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０ａ、２２０ｂが形成されている。
【００４３】
まず、遮光部材２２０ａ、２２０ｂは画像を表示する領域に対応する開口部を有する格子構造からなっており、光が透過しない物質から形成されている。遮光部材２２０の開口部にはカラーフィルタ２３０が形成されている。遮光部材は、ゲート線１２１と平行な方向に沿って形成された横遮光部材２２０ａと、データ線１７１と平行な方向に沿って形成された縦遮光部材２２０ｂを含む。
【００４４】
カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示することができる。カラーフィルタ２３０は、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）、ホワイト系の色のうちの一つを表示することもできる。カラーフィルタ２３０は隣接する画素ごとに互いに異なる色を表示する物質から形成されてもよい。
【００４５】
カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０ａ、２２０ｂの上には、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０ａ、２２０ｂを覆う第２層間絶縁膜１８０ｂが形成されている。第２層間絶縁膜１８０ｂはシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物または有機絶縁物を含むことができる。図２の断面図で示されたものとは異なり、カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０ａ、２２０ｂの厚さの差によって段差が発生した場合には第２層間絶縁膜１８０ｂを有機絶縁物を含むようにすることで段差を減らしたりなくしたりすることができる。
【００４６】
カラーフィルタ２３０、遮光部材２２０ａ、２２０ｂ及び層間絶縁膜１８０ａ、１８０ｂにはドレイン電極１７５を露出する接触孔１８５が形成されてもよい。
【００４７】
第２層間絶縁膜１８０ｂの上には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質から形成することができる。
【００４８】
画素電極１９１は全体的な形状が四角形であり、横幹部１９１ａ及び横幹部１９１ａと交差する縦幹部１９１ｂからなる十字形幹部を含む。また横幹部１９１ａと縦幹部１９１ｂによって四つの副領域に分けられ、各副領域は複数の微細枝部１９１ｃを含む。また、本実施形態では、画素電極１９１の左右外郭で微細枝部１９１ｃを接続する外郭幹部１９１ｄをさらに含んでもよい。本実施形態では、外郭幹部１９１ｄは画素電極１９１の左右外郭に位置するが、画素電極１９１の上部または下部まで延長されて配置されてもよい。
【００４９】
画素電極１９１の微細枝部１９１ｃはゲート線１２１または横幹部とおよそ４０度乃至４５度の角をなす。また、隣接する二つの副領域の微細枝部は互いに直交してもよい。また、微細枝部の幅は漸進的に広くなるか、微細枝部１９１ｃ間の間隔が異なってもよい。
【００５０】
画素電極１９１は縦幹部１９１ｂの下端で接続され、縦幹部１９１ｂより広い面積を有する延長部１９７を含む。画素電極１９１の延長部１９７は接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。
【００５１】
前述の薄膜トランジスタＱ及び画素電極１９１に関する説明は一つの例示であり、側面視認性を向上させるために薄膜トランジスタ構造及び画素電極デザインを変更してもよい。
【００５２】
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は垂直配向膜であってもよい。下部配向膜１１はポリアミック酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）またはポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの液晶配向膜とし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されてもよい。また、下部配向膜１１は光配向膜であってもよい。
【００５３】
下部配向膜１１と対向する部分に上部配向膜２１が位置し、下部配向膜１１と上部配向膜２１の間には微細空間（Ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）３０５が形成されている。微細空間３０５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３０５は液晶注入口３０７を有する。本実施形態で配向膜１１、２１を形成する配向物質と液晶分子３１０を含む液晶物質は毛管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｏｒｃｅ）を用いて微細空間３０５に注入されてもよい。
【００５４】
微細空間３０５はゲート線１２１と重畳する部分に位置する複数の液晶注入口形成領域３０７ＦＰによって縦方向に分けられることによって複数の微細空間３０５を形成し、複数の微細空間３０５は画素電極１９１の列方向、言い換えると縦方向に沿って形成されてもよい。また、後述の隔壁部ＰＷＰによって微細空間３０５は横方向に分けられることによって複数の微細空間３０５を形成し、複数の微細空間３０５は画素電極１９１の行方向、言い換えるとゲート線１２１が伸びている横方向に沿って形成されてもよい。複数形成された微細空間３０５のそれぞれは画素領域一つまたは二つ以上に対応することができ、画素領域は画面を表示する領域に対応することができる。
【００５５】
液晶注入口形成領域３０７ＦＰはゲート線１２１が伸びる方向に沿って長く形成されてもよい。液晶注入口形成領域３０７ＦＰは微細空間３０５を上下に区画してもよく、共通電極２７０及びルーフ層３６０ａ、３６０ｂなどが除去されている空の空間であってもよい。液晶注入口形成領域３０７ＦＰは配向膜１１、２１及び液晶分子３１０を含む液晶物質注入以後には後述のキャッピング層３９０で覆われてもよい。
【００５６】
液晶注入口形成領域３０７ＦＰは配向物質または液晶物質が満たされ液晶注入口３０７を通じて微細空間３０５に配向物質または液晶物質が注入される通路になってもよい。
【００５７】
上部配向膜２１の上には共通電極２７０、ルーフ層３６０が位置する。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と共に電場を生成して二つの電極の間の微細空間３０５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ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。共通電極２７０は画素電極１９１とキャパシタをなして、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。ルーフ層３６０はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）のような無機物質から形成された無機絶縁層である。図２及び図３に示したように、本発明の一実施形態によるルーフ層３６０は第１無機膜３６０ａと第１無機膜３６０ａの上に位置する第２無機膜３６０ｂを含んでもよい。第１無機膜３６０ａと第２無機膜３６０ｂは応力（ｓｔｒｅｓｓ）特性が互いに異なってもよい。例えば、第１無機膜３６０ａは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。これとは異なり、第１無機膜３６０ａは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。本実施形態のようにルーフ層３６０を互いに異なる応力特性を有する無機膜を積層して形成してルーフ層３６０の残留応力を制御することができる。したがって、ルーフ層３６０の変形を最少化することができる。
【００５８】
ルーフ層３６０は画素電極１９１と共通電極２７０の間の空間である微細空間３０５がその形状を維持するように微細空間３０５の構造を支持する役割を果たす。微細空間３０５の構造を支持するために本実施形態で無機膜のみから形成されたルーフ層３６０はおよそ４０００オングストローム（Å）以上の厚さで形成してもよく、さらに好ましくは６０００オングストローム（Å）以上１２０００オングストローム（Å）以下の厚さで形成してもよい。
【００５９】
本実施形態では、ルーフ層３６０は液晶注入口形成領域３０７ＦＰで除去された部分を除いて基板１１０の上に全面的に配置されてもよい。
【００６０】
以下、図４乃至図６を参照して本発明の実施形態によるルーフ層３６０について詳しく説明する。
【００６１】
本発明の一実施形態によれば、従来とは異なり有機膜なしに無機膜のみからルーフ層３６０を形成することができることから、製造する際に用いられるマスク数の増加を抑え、液晶表示装置の製造工程を単純化することができる。したがって、液晶表示装置の製造工程にかかる時間を減らすことができる。
【００６２】
図４に示すように、共通電極２７０とキャッピング層３９０の間のルーフ層３６０を単一の無機膜から形成することができる。単一の無機膜からルーフ層３６０を形成する場合には引張応力を有する無機膜をおよそ６０００オングストローム（Å）以上１２０００オングストローム（Å）以下の厚さで形成することができる。このように引張応力を有する無機膜を用いてルーフ層３６０を形成することにより、単一の無機膜のみからルーフ層３６０を形成する場合であっても、液晶注入口付近でルーフ層３６０が浮き上がるのを防止することができる。
【００６３】
図５に示すように、ルーフ層３６０が第１無機膜３６０ａ、第２無機膜３６０ｂ及び第３無機膜３６０ｃが順次に積層されて位置する。この時、第１無機膜３６０ａは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第３無機膜３６０ｃは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。これとは異なり、第１無機膜３６０ａは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第３無機膜３６０ｃは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。言い換えると、本実施形態で第１無機膜３６０ａと第３無機膜３６０ｃは同一な性質の応力を有してもよい。
【００６４】
本実施形態でルーフ層３６０が３重膜構造であるものを例示したが、この例示に限定されず互いに異なる応力を有する無機膜が交互に積層されてルーフ層３６０が形成されてもよい。
【００６５】
図６は本発明の一実施形態によるルーフ層の厚さの変化による液晶注入口近所での浮き上がる程度を示す図である。図６で矢印で厚さを表示した部分は図２で液晶注入口形成領域３０７ＦＰに隣接した位置でルーフ層３６０が浮き上がる部分を示す。
【００６６】
図６に示すように、実施例１で引張応力を有する単一の無機膜を０．８マイクロメートル（μｍ）の厚さで形成する。実施例２は凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さで形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．４μｍの厚さで形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．２μｍの厚さで形成する。実施例３は凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さで形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．４μｍの厚さで形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．３μｍの厚さで形成する。実施例４は凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さで形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．３μｍの厚さで形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．４μｍの厚さで形成する。すなわち、実施例２及び４においては、微細空間３０５から遠くなるほど無機膜の厚さが厚くなっている。
【００６７】
実施例１では、０．４７μｍ入口部が浮き上がる現象が現れる。実施例２、実施例３、及び実施例４でルーフ層３６０を応力特性が互いに異なる無機膜を交互に積層して形成した場合には入口部の浮き上がりの程度が０．４５μｍ未満に減る。具体的に、実施例２の入口部の浮き上がりは０．４３μｍであり、実施例３の入口部の浮き上がりは０．２４μｍであり、実施例４の入口部の浮き上がりは０．１７μｍであり、無機膜の厚さ及び残留応力を調節することにより入口部の浮き上がり現象を最少化することができる。
【００６８】
以上のように、残留応力を有する無機膜を用いてルーフ層３６０を形成することにより、液晶注入口付近でルーフ層３６０が浮き上がるのを防止することができる。さらに、実施例２から４にように、互いに異なる応力特性を有する複数の無機膜でルーフ層３６０を形成することにより、液晶注入口付近でルーフ層３６０が浮き上がるのを防止することができる。
【００６９】
本実施形態で共通電極２７０とルーフ層３６０は液晶注入口形成領域３０７ＦＰでそれぞれの側面を露出しており、共通電極２７０とルーフ層３６０の側面は互いにかみ合って配置されている。言い換えると、共通電極２７０の側面端とルーフ層３６０の側面端は整列されている。
【００７０】
本実施形態では共通電極２７０が微細空間３０５の上段部に形成されると説明したが、他の実施形態として共通電極２７０が微細空間３０５の下部に形成され水平電界モードによる液晶駆動も可能である。
【００７１】
図２を再び参照すれば、ルーフ層３６０の上にキャッピング層３９０が位置する。キャッピング層３９０は有機物質または無機物質を含む。本実施形態でキャッピング層３９０は無機膜のみから形成されたルーフ層３６０の上部面と接触してもよい。キャッピング層３９０はルーフ層３６０の上部だけでなく液晶注入口形成領域３０７ＦＰに配置されてもよい。この時、液晶注入口形成領域３０７ＦＰによって露出された微細空間３０５の液晶注入口３０７を覆ってもよい。本実施形態では液晶注入口形成領域３０７ＦＰで液晶物質が除去されたものを示したが、微細空間３０５に注入されて残った液晶物質が液晶注入口形成領域３０７ＦＰに残存してもよい。
【００７２】
本実施形態では図３に示したように、横方向に隣接する微細空間３０５の間に隔壁部ＰＷＰが形成されている。隔壁部ＰＷＰはデータ線１７１と平行な方向に沿って伸びてもよく、キャッピング層３９０によって覆われてもよい。隔壁部ＰＷＰは横方向に沿って微細空間３０５を区画または定義することができる。本実施形態では微細空間３０５の間に隔壁部ＰＷＰ構造が形成されるため、基板１１０が曲がっても発生するストレスが少なく、セルギャップ（Ｃｅｌｌ  Ｇａｐ）の変形の程度をはるかに小さくすることができる。
【００７３】
図７及び図８は図２で説明した実施形態を変形した実施形態を示す断面図である。図７は図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図であり、図８は図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【００７４】
図１、図７及び図８に示すように、図２で説明した実施形態と大体同一であるが、キャッピング層３９０がルーフ層３６０の全面に位置せず、液晶注入口形成領域３０７ＦＰを覆う程度にキャッピング層３９０が形成される。具体的に、キャッピング層３９０は液晶注入口形成領域３０７ＦＰに対応する部分のみに形成され、画素領域に対応する部分には形成されない。本実施形態でキャッピング層３９０はゲート線１２１が伸びている方向に沿って形成されてもよい。
【００７５】
以下、図９乃至図１７を参照して、前述の液晶表示装置を製造する方法に対する一実施形態を説明する。下記に説明する実施形態は製造方法の一実施形態であって、他の形態に変形実施可能である。
【００７６】
図９乃至図１７は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。
【００７７】
図９、１１、１３、１４、１６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る。図１０、１２、１５、１７は図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【００７８】
図１、図９及び図１０に示すように、基板１１０の上に一般に知られたスイッチング素子を形成するために横方向に伸びているゲート線１２１、ゲート線１２１の上にゲート絶縁膜１４０を形成し、ゲート絶縁膜１４０の上に半導体層１５１、１５４を形成し、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５を形成する。この時、ソース電極１７３と接続されたデータ線１７１はゲート線１２１と交差しながら縦方向に伸びるように形成してもよい。
【００７９】
ソース電極１７３、ドレイン電極１７５及びデータ線１７１を含むデータ導電体１７１、１７３、１７５及び露出された半導体層１５４部分の上には第１層間絶縁膜１８０ａを形成する。
【００８０】
第１層間絶縁膜１８０ａの上に画素領域に対応する位置にカラーフィルタ２３０を形成し、カラーフィルタ２３０の間に遮光部材２２０ａ、２２０ｂを形成する。遮光部材２２０ａ、２２０ｂは、ゲート線１２１と平行な方向に沿って形成された横遮光部材２２０ａと、データ線１７１と平行な方向に沿って形成された縦遮光部材２２０ｂを含む。
【００８１】
カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０ａ、２２０ｂの上にカラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０ａ、２２０ｂを覆う第２層間絶縁膜１８０ｂを形成し、第２層間絶縁膜１８０ｂは画素電極１９１とドレイン電極１７５を電気的、物理的に接続する接触孔１８５を有するように形成する。
【００８２】
その後、第２層間絶縁膜１８０ｂの上に画素電極１９１を形成し、画素電極１９１の上に犠牲層３００を形成する。犠牲層３００には図１０に示したようにデータ線１７１の上にオープン部ＯＰＮが形成されている。オープン部ＯＰＮはデータ線１７１方向に沿って長く形成された形状であってもよい。
【００８３】
オープン部ＯＰＮを以後工程で共通電極２７０及びルーフ層３６０で満たして隔壁部ＰＷＰを形成してもよい。共通電極２７０はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。ルーフ層３６０はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）のような無機物質から形成された無機絶縁層であってもよい。
【００８４】
図１、図１１及び図１２に示すように、犠牲層３００の上に共通電極２７０、第１無機膜３６０ａ及び第２無機膜３６０ｂを順次に積層する。第１無機膜３６０ａ及び第２無機膜３６０ｂはシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）のような無機物質から形成された無機絶縁層であってもよい。本実施形態では、第１無機膜３６０ａと第２無機膜３６０ｂは応力（ｓｔｒｅｓｓ）が互いに異なってもよい。例えば、第１無機膜３６０ａは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。これとは異なり、第１無機膜３６０ａは引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有し、第２無機膜３６０ｂは凝縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）を有してもよい。好ましくは、第１無機膜３６０ａ及び第２無機膜３６０ｂはＳｉＮｘのようなシリコン窒化物から形成してもよく、応力特性を変化させる方法のうちの一例としてＳｉＮｘ成膜時に水素ガス流入量を調節して応力特性を変化させる方法を挙げることができる。
【００８５】
この時、共通電極２７０、第１無機膜３６０ａ及び第２無機膜３６０ｂは図１２に示したように横方向に隣接する犠牲層３００のオープン部ＯＰＮに形成することによって隔壁部ＰＷＰを形成することができる。
【００８６】
図１３に示すように、同一マスクを使用して第１無機膜３６０ａ、第２無機膜３６０ｂ及び共通電極２７０をパターニングすることができる。第１無機膜３６０ａ、第２無機膜３６０ｂ及び共通電極２７０は乾式エッチング方法でエッチングされてもよい。第１無機膜３６０ａ、第２無機膜３６０ｂ及び共通電極２７０が部分的で除去されることによって液晶注入口形成領域３０７ＦＰを形成し、犠牲層３００を露出することができる。
【００８７】
図１、図１４及び図１５に示すように、液晶注入口形成領域３０７ＦＰを通じて犠牲層３００を酸素（Ｏ２）アッシング（Ａｓｈｉｎｇ）処理または湿式エッチング法などで除去する。この時、液晶注入口３０７を有する微細空間３０５が形成される。微細空間３０５は犠牲層３００が除去されて空いている空間状態である。
【００８８】
図１、図１６及び図１７に示すように、液晶注入口形成領域３０７ＦＰ及び液晶注入口３０７を通じて配向物質を注入して画素電極１９１の上及び共通電極２７０の下に配向膜１１、２１を形成する。具体的に、液晶注入口３０７を通じて固形分と溶媒を含む配向物質を注入した後にベーク工程を行う。
【００８９】
その後、液晶注入口３０７を通じて微細空間３０５にインクジェット方法などを用いて液晶分子３１０を含む液晶物質を注入する。
【００９０】
その後、絶縁層３５０の上に液晶注入口３０７及び液晶注入口形成領域３０７ＦＰを覆うようにキャッピング層３９０を形成すると図２及び図３のような液晶表示装置を形成することができる。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９２】
１１、２１  配向膜
１１０  基板
１２１  ゲート線
１２４  ゲート電極
１３１  維持電極線
１４０  ゲート絶縁膜
１５１、１５４  半導体層
１７１  データ線
１７３  ソース電極
１７５  ドレイン電極
１８０ａ、１８０ｂ  及び層間絶縁膜
１８５  接触孔
１８５  物理的に接続する接触孔
１９１  画素電極
２２０  遮光部材
２３０  カラーフィルタ
２７０  共通電極
３００  犠牲層
３０５  微細空間
３０７  液晶注入口
３０７ＦＰ  液晶注入口形成領域
３１０  液晶分子
３５０  絶縁層
３６０  ルーフ層
３６０ａ  第１無機膜
３６０ｂ  第２無機膜
３６０ｃ  第３無機膜
３９０  キャッピング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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