(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基板からなる表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の画素領域を含む基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続されて前記薄膜トランジスタの上方の前記画素領域内に形成された画素電極と、
前記画素領域内の行方向に隣接する画素領域を覆うように形成され、前記画素領域内で前記画素電極の上方に前記画素電極と離隔するように形成された屋根層と、
前記画素領域の境界部に沿って前記屋根層と一体に形成されて前記屋根層から上に突出した複数の柱と、
前記画素領域内の前記画素電極と前記屋根層との間に形成されて前記屋根層によって上部面及び側面の一部が覆われた空間と、
前記空間を満たした液晶と、
前記屋根層によって覆われない前記空間の残りの側面を覆うように形成された蓋膜と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素電極と離隔するように前記屋根層の下に形成された共通電極をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記柱は、前記行方向に対して直交する列方向に沿って延びた棒形状であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記柱は、前記行方向に対して直交する列方向に沿って所定の間隔を有して配置されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記柱は、円柱又は四角柱であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記柱は、前記行方向に平行な前記画素領域の境界部と、前記行方向に対して直交する前記画素領域の境界部とが互いに交差する地点に形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記柱は、「十」字形状であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記屋根層は、前記行方向に隣接する画素領域で互いに異なる色を示すカラーフィルタからなり、
前記カラーフィルタは、前記画素領域の境界部で互いに重畳するように形成され、
前記柱は、前記カラーフィルタの重畳部に形成されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項９】
前記基板から前記柱の上部面までの距離は、前記基板から前記空間の上部面を覆う屋根層の部分までの距離より遠いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、より詳しくは、重量、厚さ、費用及び工程時間を減らすことができ、さらに堅固な構造を有することのできる表示装置に関する。
【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からなり、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。
【０００３】
液晶表示装置を構成する二枚の表示板は、薄膜トランジスタ表示板と対向表示板とで構成される。
薄膜トランジスタ表示板には、ゲート信号を伝送するゲート線と、データ信号を伝送するデータ線とが互いに交差して形成され、ゲート線及びデータ線と接続されている薄膜トランジスタ、及び薄膜トランジスタと接続されている画素電極などが形成される。
対向表示板には、遮光部材、カラーフィルタ、及び共通電極などが形成される。場合によって遮光部材、カラーフィルタ、及び共通電極を薄膜トランジスタ表示板に形成してもよい。
【０００４】
しかしながら、従来の液晶表示装置では、二枚の基板が必須的で使用され、二枚の基板上にそれぞれの構成要素を形成することによって、表示装置が重く、厚く、費用が多くかかり、工程時間が長くなるなどの問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、一つの基板を利用して表示装置を製造することによって、重量、厚さ、費用、及び工程時間を減らすことのできる表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、一つの基板を利用しながらも、外部圧力によく耐えられる堅固な構造を有する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】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、複数の画素領域を含む基板と、前記基板上に形成される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続されて、前記画素領域内に形成される画素電極と、前記画素領域の内の第１方向に隣接する画素領域に沿って接続され、前記画素領域内で前記画素電極と離隔するように形成される屋根層と、前記画素領域の境界部で前記屋根層から上に突出している複数の柱と、前記画素領域内の前記画素電極と前記屋根層との間に形成され、前記屋根層によって上部面及び側面の一部が覆われている空間と、前記空間を満たす液晶と、前記屋根層によって覆われていない前記空間の残りの側面を覆うように形成されている蓋膜とを有することを特徴とする。
【０００７】
前記画素電極と離隔するように前記屋根層下に形成される共通電極をさらに有することが好ましい。
前記柱は、前記屋根層と一体に形成されていることが好ましい。
前記柱は、前記第１方向に対して垂直な第２方向に沿って延びている棒形状であることが好ましい。
前記柱は、前記第１方向に対して垂直な第２方向に沿って所定の間隔を有して配置されることが好ましい。
前記柱は、円柱又は四角柱であることが好ましい。
前記柱は、前記第１方向、及び前記第１方向に対して垂直な第２方向に沿って延長され、互いに交差する格子形状であることが好ましい。
前記柱は、前記第１方向に平行な前記画素領域の境界部と、前記第１方向に対して垂直な前記画素領域の境界部とが互いに交差する地点に形成されることが好ましい。
前記柱は、「十」字形状であることが好ましい。
前記屋根層は、前記第１方向に隣接する画素領域にて互いに異なる色を示すカラーフィルタからなり、前記カラーフィルタは、前記画素領域の境界部で互いに重畳するように形成され、前記カラーフィルタの重畳部に前記柱を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る表示装置によれば、一つの基板を利用して表示装置を製造することによって、重量、厚さ、費用、及び工程時間を減らすことができるという効果がある。
また、画素領域の境界部に屋根層の上に突出する柱を形成することによって、外部から表示装置に加えられる力が柱に伝達されて、画素電極と屋根層の間の空間が維持され、屋根層が崩れないようにすることができるという効果がある。
また、屋根層と柱をハーフトーンマスクまたはスリットマスクを利用して同時に形成することによって、工程を追加することなく柱を形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素を示す断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２５】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２６】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係る表示装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１２】
最初に、図１〜４を参照して、本発明の第１の実施形態による表示装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素を示す断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した本発明の第１の実施形態による表示装置の一画素を示す断面図であり、図４は、本発明の第１の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
【００１３】
本発明の第１の実施形態による表示装置は、ガラス又はプラスチックなどのような材料からなる基板１１０の上に一方向に形成されているゲート線１２１、及び他方向に形成されているデータ線１７１を含む。ゲート線１２１とデータ線１７１は互いに交差するように形成され得る。
基板１１０は、複数の画素領域を含み、複数の画素領域は、ゲート線１２１とデータ線１７１によって定義される。
【００１４】
ゲート線１２１は、主に横方向に延びて、ゲート信号を伝達する。また、ゲート線１２１から突出しているゲート電極１２４が形成される。ゲート電極１２４にはゲート線１２１を通じてゲート信号が印加される。
ゲート線１２１及びゲート電極１２４と接続されないように画素領域内に維持電極１３３をさらに形成してもよい。
図に示したように、維持電極１３３は、ゲート線１２１及びデータ線１７１と平行な方向に形成してもよい。これとは異なって、ゲート線１２１と平行な方向にだけ形成してもよい。互いに隣接する画素領域に形成された複数の維持電極１３３は互いに接続されるように形成される。維持電極１３３には共通電圧などのような一定の電圧が印加される。
【００１５】
ゲート線１２１、ゲート電極１２４、及び維持電極１３３の上にはゲート絶縁膜１４０が形成される。
ゲート絶縁膜１４０は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で形成してもよい。また、ゲート絶縁膜１４０は、単一膜又は多重膜で形成してもよい。
ゲート絶縁膜１４０の上には半導体層１５０が形成される。
半導体層１５０は、ゲート電極１２４の上に配置してもよい。また、図に示すように、データ線１７１の下まで延在して形成してもよい。半導体層１５０は、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｃｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、及び金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）などで形成してもよい。
【００１６】
半導体層１５０の上には、データ線１７１から突出しているソース電極１７３、及びソース電極１７３と離隔しているドレイン電極１７５が形成される。
データ線１７１は、主に縦方向に延びて、データ信号を伝達する。データ線１７１に伝達されたデータ信号はソース電極１７３に印加される。
ゲート電極１２４、半導体層１５０、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、一つの薄膜トランジスタを構成する。
薄膜トランジスタがオンの状態である時、ソース電極１７３に印加されたデータ信号はドレイン電極１７５に伝達される。
【００１７】
データ線１７１、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５、及びソース電極１７３とドレイン電極１７５間に露出されている半導体層１５０の上には、保護膜１８０が形成される。
保護膜１８０は、有機絶縁物質又は無機絶縁物質で形成してもよく、単一膜又は多重膜で形成してもよい。
保護膜１８０の上には、各画素領域内にカラーフィルタ２３０が形成される。
各カラーフィルタ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限定されず、青緑色（ｃｙａｎ）、紫紅色（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）、ホワイト系の色などを表示することも可能である。
【００１８】
隣接するカラーフィルタ２３０の間の領域には遮光部材２２０が形成される。
遮光部材２２０は、画素領域の境界部と薄膜トランジスタの上に形成されて、光漏れを防止することができる。
カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上には第１絶縁層２４０をさらに形成してもよい。
第１絶縁層２４０は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で形成してもよい。第１絶縁層２４０は、有機物質からなるカラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０を保護する役割を果たし、必要に応じて省略することも可能である。
【００１９】
第１絶縁層２４０、遮光部材２２０、及び保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の一部が露出するようにコンタクトホール１８１が形成されている。
コンタクトホール１８１は、遮光部材２２０代わりにカラーフィルタ２３０に形成することも可能である。
第１絶縁層２４０の上にはコンタクトホール１８１によってドレイン電極１７５と接続される画素電極１９１が形成される。
【００２０】
画素電極１９１は各画素領域内に形成されて、ドレイン電極１７５と接続されていて薄膜トランジスタがオンの状態である時、ドレイン電極１７５からデータ信号の印加を受ける。
画素電極１９１は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などのような透明な金属物質で形成される。
【００２１】
画素電極１９１は、横幹部１９３、横幹部１９３と直交する縦幹部１９２、及び複数の第１〜第４微細枝部（１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ）を含む。
横幹部１９３は、ゲート線１２１と平行な方向に形成され、縦幹部１９２は、データ線１７１と平行な方向に形成される。横幹部１９３は、隣接した二つのゲート線１２１の間のほぼ中間に形成することができ、縦幹部１９２は、隣接した二つのデータ線１７１の間のほぼ中間に形成することができる。
【００２２】
一つの画素領域は、横幹部１９３と縦幹部１９２によって第１副画素領域、第２副画素領域、第３副画素領域、及び第４副画素領域に分れる。
第１副画素領域は、横幹部１９３の左側及び縦幹部１９２の上側に位置し、第２副画素領域は、横幹部１９３の右側及び縦幹部１９２の上側に位置する。第３副画素領域は、横幹部１９３の左側及び縦幹部１９２の下側に位置し、第４副画素領域は、横幹部１９３の右側及び縦幹部１９２の下側に位置する。
【００２３】
第１微細枝部１９４ａは第１副画素領域内に形成され、第２微細枝部１９４ｂは第２副画素領域内に形成される。第３微細枝部１９４ｃは第３副画素領域内に形成され、第４微細枝部１９４ｄは第４副画素領域内に形成される。
第１微細枝部１９４ａは、横幹部１９３又は縦幹部１９２から左上方向に斜めに延びており、第２微細枝部１９４ｂは、横幹部１９３又は縦幹部１９２から右上方向に斜めに延びている。また、第３微細枝部１９４ｃは、横幹部１９３又は縦幹部１９２から左下方向に斜めに延びており、第４微細枝部１９４ｄは、横幹部１９３又は縦幹部１９２から右下方向に斜めに延びている。
【００２４】
第１〜第４微細枝部（１９４ａ〜１９４ｄ）は、ゲート線１２１又は横幹部１９３とほぼ４５度又は１３５度の角を成すように形成することができる。また、隣接する副画素領域の第１〜第４微細枝部（１９４ａ〜１９４ｄ）は、互いに直角を成すように形成することができる。
図１に示す画素電極１９１の形状について上述したが、画素電極１９１の形状はこれに限定されず、多様に変形することが可能である。また、一つの画素領域が四つの副画素領域に分かれることと説明したが、より多くの領域に分かれることもでき、複数の副画素領域に分けないことも可能である。
【００２５】
画素電極１９１の上には画素電極１９１から所定の距離を有して離隔するように共通電極２７０が形成される。
画素電極１９１と共通電極２７０の間には空間２００が形成される。空間２００の幅と広さは、表示装置の解像度により多様に変更することができる。
【００２６】
空間２００内には液晶３が満たされる。
液晶３は複数の液晶分子からなり、電界が印加されない状態で基板１１０に対して垂直方向に立つ。つまり、垂直配向が実現される。或いは、これに限定されず、水平配向を行ってもよい。
液晶３は、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）、コレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）、キラル（ｃｈｉｒａｌ）、及びＢＭＤ液晶物質のいずれか一つで形成され得る。また、液晶３は、ネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型の液晶物質又はポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型の液晶物質で形成してもよい。
【００２７】
上記では、画素電極１９１は空間２００を基準としてその下方に形成されており、共通電極２７０は空間２００を基準としてその上方に形成されていると説明したが、本発明はこれに限定されない。
画素電極１９１と共通電極２７０が全て空間２００を基準として下方に形成される場合もある。この時、画素電極１９１と共通電極２７０を同一の層に形成してもよく、絶縁層を介在して互いに異なる層に形成してもよい。この時、液晶３は、空間２００内で基板１１０と平行な方向に傾くように形成してもよい。
【００２８】
画素電極１９１の上には第１配向膜１１が形成される。
第１配向膜１１は、画素電極１９１によって覆われていない第１絶縁層２４０の上にも形成される。
第１配向膜１１と対向するように共通電極２７０の下には第２配向膜２１が形成される。
第１配向膜１１と第２配向膜２１は垂直配向膜で形成してもよく、ポリアミック酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、及びポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの物質で形成してもよい。第１配向膜１１及び第２配向膜２１は画素領域の周縁で互いに連結してもよい。
【００２９】
空間２００は、第１絶縁層２４０、画素電極１９１、及び共通電極２７０によって囲まれている。共通電極２７０は、データ線１７１と重なる部分で第１絶縁層２４０のすぐ上に接触するように形成されて、データ線１７１と隣接した部分では共通電極２７０が空間２００の左側面と右側面を覆うようになる。
したがって、共通電極２７０は行方向に隣接した画素領域に沿って連結されている。
【００３０】
共通電極２７０は、ゲート線１２１と重なる部分には形成されないため、ゲート線１２１と隣接した部分では共通電極２７０が空間２００の上側面と下側面を覆わない。
したがって、空間２００の上側面と下側面には空間２００が外部に露出するように液晶注入口２０１が形成される。つまり、液晶注入口２０１はゲート線１２１に沿って形成され、液晶注入口２０１を通して液晶３が空間２００の内部に注入される。
【００３１】
上記で、共通電極２７０が空間２００の左側面と右側面を覆い、上側面と下側面を覆わないことを説明したが、本発明はこれに限定されず、共通電極２７０が空間２００の他側面を覆うように形成してもよい。
例えば、共通電極２７０が空間２００の上側面と下側面を覆い、左側面と右側面を覆わないように形成してもよい。この時、液晶注入口２０１はデータ線１７１に沿って形成することができる。
【００３２】
共通電極２７０の上には第２絶縁層２８０をさらに形成することができる。
第２絶縁層２８０は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で形成することができ、必要に応じて省略することも可能である。
【００３３】
第２絶縁層２８０の上には屋根層２８５が形成される。
屋根層２８５は、有機物質で形成され得る。屋根層２８５は、空間２００の側面の一部と上部面を覆うように形成されて空間２００の境界を形成し、空間２００の形態を維持する役割を果たすことができる。
【００３４】
画素領域の境界部に位置した屋根層２８５の上には柱２８８が形成される。
柱２８８は、屋根層２８５の上に突出するように形成されており、データ線１７１と重なり、棒形状に形成されている。
画素領域は、ゲート線１２１及びデータ線１７１によって境界が区分され、左右に隣接した画素領域の境界となるデータ線１７１の上に柱２８８が形成される。
また、これとは異なって、柱２８８がゲート線１２１と重なるように形成してもよく、ゲート線１２１及びデータ線１７１と全て重なるように格子状に形成してもよい。
柱２８８の両側面は、テーパ（ｔａｐｅｒ）状を有するように形成されており、テーパの角度は、１０度以上に形成するのが好ましい。
【００３５】
図４を参照すると、画素領域Ｐはマトリックス状に配置され、屋根層２８５は行方向に隣接する画素領域Ｐに沿って連結されるように形成される。
柱２８８は、屋根層２８５と重なるように形成され、行方向に隣接する画素領域Ｐの境界部に沿って形成される。図に示すように、第１行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８と、第２行及び第３行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８が連結されるように形成してもよい。
つまり、第１列の画素領域Ｐと第２列の画素領域Ｐを区分する境界部に沿って柱２８８が形成されており、第２列の画素領域Ｐと第３列の画素領域Ｐを区分する境界部に沿って柱２８８が形成される。
【００３６】
また、本発明はこれに限定されず、第１行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８が、第２行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８と連結されないように形成してもよい。
同様に、第２行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８が、第３行の画素領域Ｐの境界部に形成されている柱２８８と連結されないように形成してもよい。
【００３７】
柱２８８は、屋根層２８５と一体型に形成することができる。
柱２８８は、屋根層２８５と同一の物質で形成してもよく、同一の工程によって形成してもよい。つまり、柱２８８と屋根層２８５は同一の層からなり、画素領域の境界部で高さが高く形成され、他の部分では平坦に形成される。
柱２８８の厚さが２μｍ以上に形成されるのが好ましく、柱２８８と屋根層２８５は、圧縮変形量が５０％以下である物質からなるのが好ましい。
【００３８】
画素領域に形成されている屋根層２８５の下には空間２００があるので、屋根層２８５の上から押す力が作用すれば、屋根層２８５が崩れる恐れがある。
本発明では、空間２００が形成されていない画素領域の境界部に柱２８８を形成することによって、外部から表示装置に加えられる力が柱２８８に伝達されて空間２００が良好に維持され、屋根層２８５が崩れないようになる。
【００３９】
屋根層２８５及び柱２８８の上には第３絶縁層２９０をさらに形成してもよい。
第３絶縁層２９０は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で形成される。第３絶縁層２９０は、屋根層２８５の上部面及び側面を全て覆うように形成される。第３絶縁層２９０は、有機物質からなる屋根層２８５を保護する役割を果たし、必要に応じて省略することも可能である。
【００４０】
第３絶縁層２９０の上には蓋膜２９５を形成される。
蓋膜２９５は、空間２００が外部に露出されている液晶注入口２０１を覆うように形成される。
つまり、空間２００の内部に形成されている液晶３が外部に漏れないように、液晶注入口２０１を密封することができる。
蓋膜２９５は液晶３と接触するようになるので、液晶３と反応しない物質からなるのが好ましい。例えば、蓋膜２９５はフェリリンなどのような物質で形成してもよい。
【００４１】
基板１１０の下には第１偏光板１２を形成され、蓋膜２９５の上には第２偏光板２２が形成される。
蓋膜２９５の上に第２偏光板２２を形成するとき、蓋膜２９５の上部を平坦にするのがさらに好ましい。
したがって、図では省略したが、蓋膜２９５の上部を平坦化できる層をさらに形成するか、又は蓋膜２９５を厚い有機膜で形成して、基板１１０の上を平坦化することもできる。
【００４２】
上記で、画素領域内にはカラーフィルタ２３０が形成されており、画素領域の境界には遮光部材２２０が形成されていると説明したが、本発明はこれに限定されず、遮光部材２２０は形成されない場合もある。遮光部材２２０の代わりに、隣接した画素領域に形成されているカラーフィルタ２３０が画素領域の境界部まで延在して、二つの色のカラーフィルタ２３０が互いに重なるように形成してもよい。
画素領域の境界部で互いに重なるように形成されているカラーフィルタ２３０が光を遮断する役割を果たすことができる。
【００４３】
また、上記で、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０は、共通電極２７０の下に形成されていると説明したが、本発明はこれに限定されず、カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０が共通電極２７０の上に形成される場合もある。
この時、別途の屋根層２８５は形成されず、カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０が屋根層２８５の役割を代わりに行うことができる。
【００４４】
また、遮光部材２２０の代わりに、隣接した画素領域に形成されているカラーフィルタ２３０が画素領域の境界部まで延在して、二つの色のカラーフィルタ２３０が互いに重なるように形成してもよい。
画素領域の境界部で互いに重なるように形成されているカラーフィルタ２３０は、光を遮断する役割を代わりに行う。また、画素領域の境界部で互いに重なっているカラーフィルタ２３０は、画素領域に形成されているカラーフィルタ２３０より厚さが厚く形成されるので、柱２８８の役割を代わりに行う。したがって、遮光部材及び柱を別途に形成しなくてもよい。
【００４５】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施形態による表示装置について説明する。
本発明の第２の実施形態による表示装置は、第１の実施形態による表示装置と同様の部分が相当あるので、これに対する説明は省略して、相違する部分についてだけ以下で説明する。第１実施形態との最も大きい相違は柱の形状にあり、以下、さらに詳細に説明する。
【００４６】
図５は、本発明の第２の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図であり、図６は、本発明の第２の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
本発明の第２の実施形態による表示装置は、第１の実施形態による表示装置と同一の順序で各構成要素が積層されている。
第１の実施形態においては、柱２８８が、行方向に隣接した画素領域Ｐを区分する境界部に沿って連結されるように形成され、平面図上で棒状に形成されている反面、第２の実施形態においては、柱２８８が平面図上で円形状に形成される。つまり、柱２８８の形態は、平面図上で円状に形成されるので、斜視図上で示せば、柱２８８の形態は円柱に形成される。
【００４７】
柱２８８の形態はこれに限定されず、四角柱などの多様な形状に形成してもよい。
柱２８８は、行方向に隣接した画素領域Ｐを区分する境界部に沿って一定の間隔を有して離隔するように形成される。
ゲート線１２１とデータ線１７１とが交差する地点に一つの柱２８８が形成され、隣接した二つの交差地点の間には三つの柱２８８が形成される。
本発明はこれに限定されず、柱２８８は、一定でない間隔を有して離隔するように形成してもよく、隣接した二つの交差地点の間に形成される柱２８８の個数は多様に変更することができる。
【００４８】
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第３の実施形態による表示装置について説明する。
本発明の第３の実施形態による表示装置は、第２の実施形態による表示装置と同様の部分が相当あるので、これに対する説明は省略し、相違する部分だけについて以下で説明する。第２の実施形態との最も大きい相違は、柱の位置にあり、以下、さらに詳細に説明する。
【００４９】
図７は、本発明の第３の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図であり、図８は、本発明の第３の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
本発明の第３の実施形態による表示装置は、第２の実施形態による表示装置と同一の順序で各構成要素が積層されている。
【００５０】
第２の実施形態においては、柱２８８が、ゲート線１２１とデータ線１７１の交差地点と隣接した二つの交差地点の間に形成されている反面、第３の実施形態においては、柱２８８が、ゲート線１２１とデータ線１７１の交差地点だけに形成されている。
つまり、第３の実施形態では隣接した二つの交差地点の間には柱２８８が形成されない。
柱２８８の形状は、第２の実施形態と同様に円柱に形成され得る。
図７及び図８において、柱２８８は、ゲート線１２１とデータ線１７１の全ての交差地点に形成されるように示しているが、本発明はこれに限定されない。ゲート線１２１とデータ線１７１の交差地点の２つごとに一つの柱２８８を形成するか、又は三つ以上の交差地点ごとに一つの柱２８８を形成してもよい。
【００５１】
次に、図９及び図１０を参照して、本発明の第４の実施形態による表示装置について説明する。
本発明の第４の実施形態による表示装置は、第３の実施形態による表示装置と同様の部分が相当あるので、これに対する説明は省略し、相違する部分だけについて以下で説明する。第３の実施形態との最も大きい相違は、柱の形状にあり、以下、さらに詳細に説明する。
【００５２】
図９は、本発明の第４の実施形態による表示装置の一画素領域を示す平面図であり、図１０は、本発明の第４の実施形態による表示装置の複数の画素領域を示す平面図である。
本発明の第４の実施形態による表示装置は、第３の実施形態による表示装置と同一の順序で各構成要素が積層されている。
【００５３】
第３の実施形態においては、柱２８８の形状が平面図上で円形状に形成される反面、第４の実施形態においては、柱２８８の形状が、平面図上で「十」字形状に形成される。
柱２８８が形成される位置は、第３の実施形態と同様にゲート線１２１とデータ線１７１とが互いに交差する地点である。
つまり、柱２８８が、ゲート線１２１とデータ線１７１の交差地点に「十」字形状に形成される。
【００５４】
次に、図１１〜図２６を参照して、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について説明する。
以下に説明する表示装置の製造方法は、上述した第１の実施形態による表示装置を製造する方法に関するものであり、同様の方法でマスクの形態などを少しずつ変更して、第２〜第４実施形態による表示装置を製造することができる。
【００５５】
図１１〜図２６は、本発明の一実施形態による表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１、図２３、及び図２５は、同一の線（図１のＩＩ−ＩＩ線）に沿って切断された断面図である。また、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２、図２４、及び図２６は、同一の線（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線）に沿って切断された断面図である。
【００５６】
まず、図１１及び図１２に示すように、ガラス又はプラスチックなどからなる基板１１０の上に、第１の方向に延びるゲート線（図示せず）及びゲート線から突出するゲート電極１２４を形成する。
また、ゲート線及びゲート電極１２４と離隔するように維持電極１３３を形成する。維持電極１３３は、ゲート線及びゲート電極１２４と同一の物質で形成してもよい。
【００５７】
次に、ゲート線、ゲート電極１２４、及び維持電極１３３を含む基板１１０上の全面に、シリコン酸化物又はシリコン窒化物のような無機絶縁物質を利用してゲート絶縁膜１４０を形成する。ゲート絶縁膜１４０は単一膜又は多重膜で形成してもよい。
【００５８】
図１３及び図１４に示すように、ゲート絶縁膜１４０の上に非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｃｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ）、金属酸化物（ｍｅｔａｌｏｘｉｄｅ）などのような半導体物質を蒸着した後、これをパターニングして半導体層１５０を形成する。半導体層１５０は、ゲート電極１２４の上に位置するように形成する。
【００５９】
次に、金属物質を蒸着した後、これをパターニングして、第１の方向とは異なる第２の方向に延びるデータ線１７１を形成する。
また、データ線１７１から半導体層１５０の上に突出するソース電極１７３、及びソース電極１７３と離隔するドレイン電極１７５を共に形成する。
金属物質は単一膜又は多重膜で形成してもよい。
【００６０】
半導体物質と金属物質を連続で蒸着した後、これを同時にパターニングして、半導体層１５０、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５を形成する。この時、半導体層１５０はデータ線１７１の下まで延長して形成される。
ゲート電極１２４、半導体層１５０、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、一つの薄膜トランジスタを構成する。ゲート線とデータ線１７１は互いに交差して形成され、ゲート線とデータ線１７１との交差によって複数の画素領域が定義される。
【００６１】
図１５及び図１６に示すように、データ線１７１、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５、ソース及びドレイン電極１７３、１７５の間に露出されている半導体層１５０の上に保護膜１８０を形成する。保護膜１８０は、有機絶縁物質又は無機絶縁物質で形成してもよく、単一膜又は多重膜で形成してもよい。
【００６２】
次に、保護膜１８０上の各画素領域内にカラーフィルタ２３０を形成する。複数の画素領域の列方向に沿って同一の色のカラーフィルタ２３０を形成する。三つの色のカラーフィルタ２３０を形成する場合、第１色のカラーフィルタ２３０をまず形成した後、マスクをシフトさせて第２色のカラーフィルタ２３０を形成する。次に、第２色のカラーフィルタ２３０を形成した後、マスクをシフトさせて第３色のカラーフィルタを形成する。
【００６３】
次に、保護膜１８０上の各画素領域の境界部及び薄膜トランジスタの上に遮光部材２２０を形成する。
上記で、カラーフィルタ２３０を形成した後、遮光部材２２０を形成するように説明したが、本発明はこれに限定されず、遮光部材２２０をまず形成した後、カラーフィルタ２３０を形成してもよい。
【００６４】
次に、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上にシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で第１絶縁層２４０を形成する。
次に、ドレイン電極１７５の一部が露出するように、第１絶縁層２４０、遮光部材２２０、及び保護膜１８０をエッチングして、コンタクトホール１８１を形成する。
【００６５】
図１７及び図１８に示すように、第１絶縁層２４０の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などのような透明な金属物質を蒸着した後、パターニングして、画素領域内に画素電極１９１を形成する。
画素電極１９１は、コンタクトホール１８１を通してドレイン電極１７５と接続されるように形成する。
【００６６】
図１９及び図２０に示すように、画素電極１９１及び第１絶縁層２４０の上に有機絶縁物質で犠牲層２１０を形成する。
犠牲層２１０をパターニングして、第１の方向に隣接する画素領域の間が分離され（図２０参照）、第２の方向に隣接する画素領域に沿って連結する（図２０参照）ように形成する。例えば、犠牲層２１０が、行方向に隣接する画素領域の間が分離され、列方向に隣接する画素領域に沿って連結されるように形成してもよい。このために、データ線１７１の上に形成される犠牲層２１０を除去してもよい。
犠牲層２１０は、感光性高分子物質で形成し、フォト工程を行うことによって、犠牲層２１０をパターニングする。
【００６７】
図２１及び図２２に示すように、犠牲層２１０の上に金属物質を蒸着して共通電極２７０を形成する。
次に、共通電極２７０の上にシリコン酸化物又はシリコン窒化物のような無機絶縁物質で第２絶縁層２８０を形成する。
【００６８】
次に、第２絶縁層２８０の上に有機物質で屋根層２８５を形成する。
屋根層２８５をパターニングして、ゲート線１２１と重なる屋根層２８５の一部を除去して、画素領域内に位置する屋根層２８５の厚さを薄くする。
屋根層２８５のパターニングに使用されるマスク５００は、ハーフトーンマスク又はスリットマスクにしてもよい。マスク５００は、透過部５１０、半透過部５２０、及び不透過部５３０からなる。マスク５００の透過部５１０は、光の大部分が通過するように形成され、半透過部５２０は、光の半分程度が透過するようにスリットなどで形成され、不透過部５３０は、大部分の光が通過できないように形成される。
【００６９】
透過部５１０は、ゲート線１２１の部分に対応して形成され、半透過部５２０は画素領域に対応して形成され、不透過部５３０はデータ線１７１に対応して形成される。
このようなマスク５００を基板１１０の上に配置して露光した後、現像して、屋根層２８５が互いに異なる厚さを有するように形成する。
【００７０】
屋根層２８５は、犠牲層２１０の上部面と側面の一部を囲むように形成する。
ゲート線１２１の上部に位置した屋根層２８５が除去されるので、屋根層２８５は、犠牲層２１０の上部面と左側面及び右側面を囲むように形成される。
データ線１７１の上部に位置した屋根層２８５は、画素領域内に位置した屋根層２８５よりその厚さが高く突出しており、この部分が柱２８８である。つまり、屋根層２８５と柱２８８を同一の工程で形成して、一体型に形成する。
【００７１】
上記で、屋根層２８５と柱２８８を同一の工程で形成する方法について説明したが、本発明はこれに限定されず、別途の工程で形成してもよい。
つまり、屋根層２８５をまず形成した後、ゲート線１２１の一部に対応する屋根層２８５を除去し、屋根層２８５の上に他の物質を形成した後パターニングして、柱２８８を形成してもよい。
【００７２】
柱２８８の両側面は、テーパ（ｔａｐｅｒ）状を有するように形成してもよく、テーパの角度は１０度以上に形成するのが好ましい。
柱２８８の厚さは、２μｍ以上に形成するのが好ましく、柱２８８と屋根層２８５は、圧縮変形量が５０％以下である物質で形成するのが好ましい。
【００７３】
図２３及び図２４に示すように、屋根層２８５の上にシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などのような無機絶縁物質で第３絶縁層２９０を形成する。
図２５及び図２６に示すように、第３絶縁層２９０、第２絶縁層２８０、共通電極２７０をパターニングして、ゲート線と重なる第３絶縁層２９０、第２絶縁層２８０、及び共通電極２７０を除去する。これによって、共通電極２７０が除去された部分の下に位置した犠牲層２１０が露出する。
【００７４】
犠牲層２１０が露出した基板１１０の上に酸素プラズマを供給してアッシングするか、又は現像液を供給して犠牲層２１０の全体を除去する。
犠牲層２１０が除去されれば、犠牲層２１０が位置したところに空間２００が生じる。つまり、画素電極１９１と共通電極２７０が空間２００を間に置いて互いに離隔する。
また、共通電極２７０が形成されていない部分を通して空間２００は外部に露出しており、これを液晶注入口２０１という。
液晶注入口２０１は、ゲート線に沿って形成されている。これとは異なって、液晶注入口２０１をデータ線１７１に沿って形成してもよい。
【００７５】
次に、スピンコーティング方式又はインクジェット方式によって配向物質が含まれている配向液を基板１１０の上に落とせば、配向液が液晶注入口２０１を通して空間２００の内部に注入される。
配向液を空間２００の内部に注入した後、硬化工程を行えば、溶液成分は蒸発して、配向物質が空間２００の内部の壁面に残るようになる。
したがって、画素電極１９１の上に第１配向膜１１を形成し、共通電極２７０の下に第２配向膜２１を形成する。
【００７６】
第１配向膜１１と第２配向膜２１は、空間２００を間に置いて対向するように形成され、画素領域の周縁では互いに連結されるように形成される。
共通電極２７０は、データ線１７１と隣接した部分でデータ線１７１と平行な方向に空間２００の側面を覆うように側壁を形成する。これは、空間２００の側壁の内面にも配向物質が残るためである。
この時、第１配向膜１１及び第２配向膜２１は、空間２００の側面を除いては第１基板１１０に対して垂直方向に配向が行われる。
追加的に第１配向膜１１及び第２配向膜２１にＵＶを照射する工程を行うことによって、基板１１０に対して水平方向に配向が行われるようにしてもよい。
【００７７】
次に、インクジェット方式又はディスぺンシング方式によって液晶分子からなる液晶３を基板１１０の上に滴下して、液晶３が液晶注入口２０１を通して空間２００の内部に注入される。
この時、液晶３を奇数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１に滴下し、偶数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１には滴下しなくてもよい。
これとは反対に、液晶３を偶数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１に滴下し、奇数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１には滴下しなくてもよい。
【００７８】
奇数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１に液晶３を滴下すれば、毛細管力（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｏｒｃｅ）によって液晶３が液晶注入口２０１を通過して空間２００の内部に流入する。
この時、偶数番目ゲート線に沿って形成された液晶注入口２０１を通して空間２００の内部の空気が抜け出ることによって、液晶３が空間２００の内部に良好に流入する。
【００７９】
次に、第３絶縁層２９０の上に液晶３と反応しない物質を蒸着して蓋膜２９５を形成する。
蓋膜２９５は、空間２００が外部に露出されている液晶注入口２０１を覆うように形成して、画素領域別に空間２００を密封する。例えば、蓋膜２９５は、フェリリンなどのように液晶３と反応しない物質で形成され得る。
蓋膜２９５を厚く形成するか、又は蓋膜２９５の上に有機絶縁膜２９５’を別途に形成して、基板１１０の上を平坦化してもよい。
蓋膜２９５は、インクジェット方式によって液晶３と反応しない物質を第３絶縁層２９０の上に滴下した後、硬化して形成してもよい。
また、蓋膜２９５は、フィルム形状の物質を第３絶縁層２９０の上に付着して形成してもよい。
【００８０】
次に、基板１１０の下に第１偏光板１２を形成し、蓋膜２９５の上に第２偏光板２２を形成する。
蓋膜２９５の上に第２偏光板２２を形成する工程で、図に示すのは省略したが、蓋膜２９５の上部を平坦化させた後、第２偏光板２２を付着するのが好ましい。
【００８１】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
３    液晶
１１    第１配向膜
１２    第１偏光板
２１    第２配向膜
２２    第２偏光板
１２１    ゲート線
１２４    ゲート電極
１３３    維持電極
１４０    ゲート絶縁膜
１５０    半導体層
１７１    データ線
１７３    ソース電極
１７５    ドレイン電極
１８０    保護膜
１８１    コンタクトホール
１９１    画素電極
１９２    縦幹部
１９３    横幹部
１９４ａ    第１微細枝部
１９４ｂ    第２微細枝部
１９４ｃ    第３微細枝部
１９４ｄ    第４微細枝部
２００    空間
２０１    液晶注入口
２１０    犠牲層
２２０    遮光部材
２３０    カラーフィルタ
２４０    第１絶縁層
２７０    共通電極
２８０    第２絶縁層
２８５    屋根層
２８８    柱
２９０    第３絶縁層
２９５    蓋膜
２９５’    有機絶縁膜
５００    マスク
５１０    透過部
５２０    不透過部
【図１】
0006325769.tif 000002
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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