(57)【要約】      （修正有）【課題】開口率を向上させる液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板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する画素電極と、前記画素電極と重なるルーフ層３６０と、前記画素電極とルーフ層３６０との間の複数の空間に位置する液晶分子を含む液晶層と、を含み、ルーフ層３６０は、前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が延在する方向に沿って位置して、前記空間を画する隔壁を含む。【選択図】図１
2016212397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板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、
前記画素電極と重なるルーフ層と、
前記画素電極と前記ルーフ層との間の複数の空間に位置する液晶分子を含む液晶層と、を含み、
前記ルーフ層は、前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が延在する方向に沿って位置し、前記空間を画する隔壁を含む、液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の空間それぞれは、前記ゲート線が延在する方向に沿って配列される画素行に対応する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ルーフ層は少なくとも一つの無機膜を含む、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタに接続されたデータ線と重なる前記ルーフ層部分は平坦化されている、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層をさらに含み、前記キャッピング層は前記複数の空間の間に形成されたトレンチを覆う、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記隔壁の間に入口部が形成され、前記入口部は前記キャッピング層により覆われている、 請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記入口部は、前記画素行を基準として上側及び下側のうちの少なくとも一つに位置する複数の入口部で形成される、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の入口部は、前記画素行を基準として上側に位置する第１入口部及び下側に位置する第２入口部を含み、
前記第１入口部及び前記第２入口部は互いに交差して配列される、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の入口部は、前記画素行を基準として上側に位置する第１入口部及び下側に位置する第２入口部を含み、
前記第１入口部と前記第２入口部は互いに異なる幅を有する、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記空間は、前記トレンチに向かって突出した凝集誘導部を含み、
前記凝集誘導部は、前記隔壁の突出部により取り囲まれる、請求項５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、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。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、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】
液晶表示装置の一つとして、ピクセルに複数の微細空間（ｍｉｃｒｏ  ｃａｖｉｔｙ）を形成し、ここ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には、二枚の基板が使用されていたが、この技術は、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。
【０００４】
複数の微細空間を形成するディスプレイ装置において、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接続されて、信号線と重なる領域に隔壁を形成することができる。このような隔壁部分で配向不良が発生し得て、このような問題を考慮して隔壁に対応する遮光部材の幅を広げることができる。しかし、遮光部材の幅が広くなれば、開口率が減少するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、開口率を向上させ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。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、キャッピング工程速度を改善した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】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、基板と、前記基板上に位置す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る画素電極と、前記画素電極と重なるルーフ層と、前記画素電極と前記ルーフ層との間の複数の空間に位置する液晶分子を含む液晶層と、を含み、前記ルーフ層は、前記薄膜トランジスタに接続されたゲート線が延在する方向に沿って位置して、前記空間を画する隔壁を含む。
【０００８】
前記空間は、前記ゲート線が延在する方向に沿って配列される画素行に対応することができる。
【０００９】
前記ルーフ層は少なくとも一つの無機膜を含むことができる。
【００１０】
前記薄膜トランジスタに接続されたデータ線と重なる前記ルーフ層部分は平坦化されることができる。
【００１１】
前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層をさらに含み、前記キャッピング層は前記複数の空間の間に形成されたトレンチを覆うことができる。
【００１２】
前記隔壁の間に入口部が形成され、前記入口部は前記キャッピング層により覆われることができる。
【００１３】
前記入口部は、前記画素行を基準として上側及び下側のうちの少なくとも一つに位置する複数の入口部で形成されることができる。
【００１４】
前記複数の入口部は、前記画素行を基準として上側に位置する第１入口部及び下側に位置する第２入口部を含み、前記第１入口部と前記第２入口部は互いに交差して配列されることができる。
【００１５】
前記複数の入口部は、前記画素行を基準として上側に位置する第１入口部及び下側に位置する第２入口部を含み、前記第１入口部と前記第２入口部は互いに異なる幅を有することができる。
【００１６】
前記空間は前記トレンチに向かって突出した凝集誘導部を含み、前記凝集誘導部は前記隔壁の突出部により取り囲まれることができる。
【００１７】
前記凝集誘導部は、前記画素行を基準として上側及び下側に位置する第１凝集誘導部及び第２凝集誘導部を含むことができる。
【００１８】
前記第１凝集誘導部と前記第２凝集誘導部は互いに対向し、前記液晶表示装置は、前記第１凝集誘導部と前記第２凝集誘導部との間に位置するピラー（ｐｉｌｌａｒ）をさらに含むことができる。
【００１９】
前記空間は前記画素行で貫通されることができる。
【００２０】
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層を形成する段階と、前記犠牲層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互いに平行に配列される入口部と隔壁を形成する段階と、前記犠牲層を除去して複数の空間を形成する段階と、前記入口部を通して前記空間に配向物質を注入する段階と、を含む。
【００２１】
前記犠牲層は、薄膜トランジスタに接続されたゲート線が延在する方向に沿って配列される画素行に対応するように形成することができる。
【００２２】
前記画素行は、上下に互いに隣接する第１画素行及び第２画素行を含み、前記犠牲層は、前記第１画素行と前記第２画素行との間にトレンチを形成することができる。
【００２３】
前記複数の空間のうちの互いに隣接する空間の間に前記トレンチが位置することができる。
【００２４】
前記ルーフ層をパターニングする段階は、前記トレンチに向かって突出した凝集誘導部を形成する段階をさらに含むことができる。
【００２５】
前記犠牲層は前記凝集誘導部に対応する突出部を含むことができる。
【００２６】
前記液晶表示装置の製造方法は、前記ルーフ層の上に位置するキャッピング層を形成する段階をさらに含み、前記キャッピング層は前記入口部を覆うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
このように本発明の一実施形態によれば、微細空間を画する隔壁をトレンチが位置する部分に沿って形成するので、開口率が増加される。
【００２８】
また、無機膜からルーフ層を形成する実施形態において、データ線と重なる部分に形成される段差を除去できるので、キャッピング工程速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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の液晶表示装置における一つの画素行を示す。
【図３】図２で説明する液晶表示装置の変形例を示す。
【図４】図１におけるＡ領域を拡大して示す平面図である。
【図５】図４の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した断面図である。
【図６】図４の切断線ＶＩ−ＶＩに沿って切断した断面図である。
【図７】図４の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って切断した断面図である。
【図８】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９】図８で説明するルーフ層の変形例を示す。
【図１０】本発明の一実施形態によるルーフ層の厚さの変化によって入口部付近で浮く程度を示す図面である。
【図１１】本発明の一実施形態による液晶表示装置で入口部の幅を多様に設計した実施形態を示す。
【図１２】図２の実施形態でピラーをさらに含む実施形態を示す。
【図１３】図４の液晶表示装置でルーフ層を変形した実施形態を示す。
【図１４】図４の液晶表示装置でルーフ層を変形した実施形態を示す。
【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及び結合斜視図である。
【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結合斜視図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】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結合斜視図である。
【図２２】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２３】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２４】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２５】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２６】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で配向物質が乾燥される過程を示す平面図である。
【図２７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で配向物質が乾燥される過程を示す平面図である。
【図２８】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で配向物質が乾燥される過程を示す平面図である。
【図２９】本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で配向物質が乾燥される過程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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、他の形態に具体化することもできる。むしろ、以下に記載される現在の開示の典型例は当業者に本発明の思想が十分に伝達されるように提供されるものである。
【００３１】
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されている。また、層が他の層または基板「上」にあると言及される場合、それは他の層または基板上に直接形成されるか、またはそれらの間に第３の層が介されることもできる。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。
【００３２】
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の液晶表示装置における一つの画素行を示す。図３は、図２で説明する液晶表示装置の変形例を示す。
【００３３】
図１を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は、基板１１０の上に位置して、少なくとも一つの無機膜で形成されたルーフ層３６０（ｒｏｏｆ  ｌａｙｅｒ）を含むことができる。本実施形態で、ルーフ層３６０は、複数の画素ＰＸの大部分を覆って、特に、複数の画素行のうちの上下に互いに隣接する第１画素行及び第２画素行の間に形成されたトレンチ３０７ＦＰにおいて、上下に接続されている。本実施形態で、トレンチ３０７ＦＰはルーフ層３６０により覆われるか、または入口部３０７を塞ぐために、後述するキャッピング層により覆われることができる。前述した画素行は、横方向に配列された複数の画素ＰＸの集合を含む。
【００３４】
ルーフ層３６０は、それぞれの画素行に対応して形成された複数の空間３０５を維持するために画素行に沿って位置し、トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する境界面の一部分に形成された隔壁３６０ｗを含んでもよい。本実施形態で、隔壁３６０ｗは、空間３０５を画するために、空間３０５の側面部を取り囲む構造を有してもよく、薄膜トランジスタに接続されたゲート線が延在する方向に沿って形成されてもよい。
【００３５】
本実施形態で、トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する境界面の他の一部分には、製造工程で配向物質及び液晶物質が複数の空間３０５に注入されるように、トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する部分で入口部３０７が形成されている。入口部３０７は、最終構造で後述するキャッピング層により覆われてもよい。本実施形態で、入口部３０７と隔壁３６０ｗは互いに平行に配列され得る。
【００３６】
以下、図２及び図３を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置における隔壁３６０ｗ及び入口部３０７について詳細に説明する。
【００３７】
図２を参照すると、複数の画素ＰＸを含む画素行は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、及び青色画素Ｂを含んでもよい。画素行は、液晶物質を含む空間３０５に対応でき、このとき、空間３０５は、それぞれの画素ごとに微細空間を形成せず、横方向に貫通されている構造を有することができる。一つの画素行を基準として上側及び下側のうちの少なくとも一つに入口部３０７が形成されることができる。このとき、画素行の上側に位置する入口部３０７を第１入口部、下側に位置する入口部３０７を第２入口部とする場合、第１入口部と第２入口部は互いに交差して配列されることができる。画素行を基準として隔壁３６０ｗと入口部３０７は互いに対向し、上側または下側で互いに交互に配列されることができる。本実施形態で、隔壁３６０ｗは、図１に示したトレンチ３０７ＦＰに向かって突出した突出部を含む。隔壁３６０ｗの突出部により取り囲まれた部分に凝集誘導部３０５ａが形成され、凝集誘導部３０５ａには配向膜を形成した後に残った乾燥された配向物質が残存し得る。本実施形態で、凝集誘導部３０５ａは、主に画素行方向に形成されている空間３０５が、画素行に対して垂直方向に突出した空間に対応する。一つの画素行を基準として上側に位置する凝集誘導部３０５ａを第１凝集誘導部、下側に位置する凝集誘導部３０５ａを第２凝集誘導部とする場合、第１凝集誘導部と第２凝集誘導部は互いに対向することができる。
【００３８】
図３の実施形態は、図２で説明する実施形態と大部分同一であり、以下、差がある部分について説明する。
【００３９】
図３を参照すると、一つの画素行を基準として、隔壁３６０ｗは全て上側に形成され、入口部３０７は全て下側に形成される。これとは反対に、隔壁３６０ｗは全て画素行の下側に形成され、入口部３０７は全て上側に形成されてもよい。
【００４０】
以下、図４乃至図７を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置についてさらに詳細に説明する。
【００４１】
図４は、図１におけるＡ領域を拡大して示す平面図である。図５は、図４の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した断面図である。図６は、図４の切断線ＶＩ−ＶＩに沿って切断した断面図である。図７は、図４の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って切断した断面図である。図４は、複数の画素の一部分である２×２画素の部分を示し、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ることができる。
【００４２】
図４乃至図７を参照すると、透明なガラスまたはプラスチックなどからなる基板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は主に横方向に延在しており、共通電圧Ｖｃｏｍなどの定められた電圧を伝達する。維持電極線１３１は、ゲート線１２１と実質的に垂直に延在した一対の縦部１３５ａ、及び一対の縦部１３５ａの終端を互いに接続する横部１３５ｂを含む。維持電極１３５ａ、１３５ｂは画素電極１９１を取り囲む構造を有する。
【００４３】
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は互いに連結されてもよい。
【００４４】
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、複数のオーミックコンタクト部材が形成されていてもよいが、図面においては省略されている。
【００４５】
各半導体層１５１、１５４及びゲート絶縁膜１４０の上に、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が形成されている。ここで、データ線１７１は、光漏れ防止のための遮光部材の役割を果たすことができる。
【００４６】
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との間の露出した半導体層の部分に形成される。
【００４７】
データ導電体１７１、１７３、１７５及び露出した半導体層の部分の上には第１層間絶縁膜１８０ａが形成されている。第１層間絶縁膜１８０ａは、ケイ素窒化物（ＳｉＮｘ）とケイ素酸化物（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。
【００４８】
第１層間絶縁膜１８０ａの上にはカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など原色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示することができる。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）、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で形成されていてもよい。
【００４９】
カラーフィルタ２３０の上には、これを覆う第２層間絶縁膜１８０ｂが形成されている。第２層間絶縁膜１８０ｂは、ケイ素窒化物（ＳｉＮｘ）とケイ素酸化物（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物または有機絶縁物を含んでもよい。
【００５０】
隣接するカラーフィルタ２３０が重なって段差が発生した場合には、第２層間絶縁膜１８０ｂが有機絶縁物を含むようにして段差を減らしたり除去したりすることができる。
【００５１】
層間絶縁膜１８０ａ、１８０ｂにはドレイン電極１７５を露出するコンタクトホール１８５が形成されている。
【００５２】
第２層間絶縁膜１８０ｂの上には画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなることができる。
【００５３】
画素電極１９１は、全体的な形状が四角形であり、横幹部１９１ａ、及びこれと交差する縦幹部１９１ｂからなる十字型幹部を含む。また、横幹部１９１ａと縦幹部１９１ｂによって四つの副領域に分かれ、各副領域は複数の微細枝部１９１ｃを含む。また、本実施形態で、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、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位置してもよい。
【００５４】
画素電極１９１の微細枝部１９１ｃは、ゲート線１２１または横幹部とほぼ４０°乃至４５°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、微細枝部の幅は次第に広くなったり、微細枝部１９１ｃ間の間隔が異なってもよい。
【００５５】
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、コンタクトホール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。
【００５６】
上述した薄膜トランジスタ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のデザインは本実施形態で説明した構造に限定されることではなく、変形して本発明の一実施形態による内容を適用することができる。
【００５７】
画素電極１９１の上に薄膜トランジスタＱが形成される領域を覆うように遮光部材２２０が位置する。本実施形態による遮光部材２２０は、ゲート線１２１が延在している方向に沿って形成されることができる。遮光部材２２０は、光の遮断が可能な物質で形成することができる。
【００５８】
遮光部材２２０の上に絶縁膜１８１が形成されてもよく、絶縁膜１８１は遮光部材２２０を覆い、画素電極１９１の上に延長されて形成されてもよい。
【００５９】
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は垂直配向膜であり得る。下部配向膜１１は、ポリアミド酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ  ａｃｉｄ）、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）またはポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等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されてもよい。  また、下部配向膜１１は光配向膜であり得る。
【００６０】
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との間には液晶分子３１０を含む複数の空間３０５が形成されている。図４には二つ画素行が示されていて、上部の画素行と下部の画素行との間にトレンチ３０７ＦＰが形成されている。トレンチ３０７ＦＰは製造工程で形成される空間であり、最終構造では後述するキャッピング層３９０により覆われてもよい。
【００６１】
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と共に電界を生成して、二つの電極間の空間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なることができる。共通電極２７０は画素電極１９１とキャパシタを形成して、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。ルーフ層３６０は、ケイ素窒化物（ＳｉＮｘ）またはケイ素酸化物（ＳｉＯｘ）のような無機物質で形成された無機絶縁層である。ルーフ層３６０を単一の無機膜で形成することができ、このとき、無機膜は引張応力を有することができ、ほぼ６０００オングストローム（Å）以上、１２０００オングストローム（Å）以下の厚さに形成することができる。
【００６２】
図４及び図５に示した上部の画素行と下部の画素行との間には、トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する境界面に入口部３０７が形成されている。入口部３０７はトレンチ３０７ＦＰと共に、製造工程中に配向物質及び液晶物質が空間３０５に注入されるようにする通路の役割を果たし、最終構造ではキャッピング層３９０により覆われてもよい。
【００６３】
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）を利用して複数の空間３０５に注入されることができる。
【００６４】
図６を参照すると、本実施形態で、複数の空間３０５それぞれは画素行に沿って貫通されており、特に、データ線１７１と重なる部分の空間３０５でも隔壁を形成しない。したがって、データ線１７１の上部の空間３０５にも液晶分子３１０を含むことができる。横方向に隣接する画素を画するための隔壁を形成すると、隔壁の隣接領域で配向不良による光漏れを防止するために、データ線１７１を広く形成するか、または遮光部材で隔壁を覆うことによって、開口率の減少が可能である。しかし、本実施形態では、データ線１７１に沿って隔壁を形成しないため、開口率を改善することができる。また、データ線１７１と重なる部分に隔壁を形成しないため、無機物質でルーフ層３６０を形成する場合に、データ線１７１と重なるルーフ層３６０部分が段差なしに平坦に形成できる。したがって、ゲート線１２１方向に沿ってキャッピング物質を塗布しながら光硬化させる方法により封止工程を行うとき、工程を迅速に行うことができる。
【００６５】
図７を参照すると、下部の画素行と一部のみが示されているさらに下部の画素行との間には、トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する境界面に隔壁３６０ｗが形成されている。ここで、ルーフ層３６０は共通電極２７０と共にトレンチ３０７ＦＰを覆っていて、空間３０５の側面部を取り囲む隔壁３６０ｗを含む。隔壁３６０ｗは、ゲート線１２１が延在する方向に沿って形成され、複数の空間３０５を上下に画する役割を果たすことができる。
【００６６】
図５乃至図７を参照すると、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は無機膜のみで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、トレンチ３０７ＦＰに位置してもよい。このとき、トレンチ３０７ＦＰによって露出した入口部３０７を覆ってもよい。本実施形態では、トレンチ３０７ＦＰから液晶物質が除去されたことと示しているが、複数の空間３０５に注入された後残った液晶物質がトレンチ３０７ＦＰに残存し得る。
【００６７】
以下、本発明の一実施形態によるルーフ層の構造を変形した実施形態について説明する。
【００６８】
図８は、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９は、図８で説明するルーフ層の変形例を示す。
【００６９】
図８を参照すると、前述したこととは異なって、ルーフ層３６０を２層の無機膜で形成してもよい。ルーフ層３６０は、応力（ｓｔｒｅｓｓ）が互いに異なる第１無機膜３６０ａと第２無機膜３６０ｂを含んでもよい。たとえば、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。これとは異なって、第１無機膜３６０ａは引張応力を有し、第２無機膜３６０ｂは凝縮応力を有してもよい。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することで、ルーフ層３６０の応力を制御することができる。これにより、ルーフ層３６０の変形を最小化することができる。
【００７０】
図９を参照すると、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。このとき、第１無機膜３６０ａは凝縮応力を有し、第２無機膜３６０ｂは引張応力を有し、第３無機膜３６０ｃは凝縮応力を有してもよい。これとは異なって、第１無機膜３６０ａは引張応力を有し、第２無機膜３６０ｂは凝縮応力を有し、第３無機膜３６０ｃは引張応力を有してもよい。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は同一の性質の応力を有してもよい。
【００７１】
本実施形態でルーフ層３６０が３重膜構造であることを例示したが、これに限定されず、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が形成され得る。
【００７２】
図１０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って入口部付近で浮く程度を示す図面である。図１０において、矢印で厚さを表示した部分は、図５でトレンチ３０７ＦＰに隣接した位置でルーフ層３６０が浮く部分を示す。
【００７３】
図６を参照すると、実施形態１（ＥＸＡＭＰＬＥ１）で、引張応力を有する単一の無機膜を０．８マイクロメータ（μｍ）の厚さに形成する。実施形態２（ＥＸＡＭＰＬＥ２）は、凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さに形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．４μｍの厚さに形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．２μｍの厚さに形成する。実施形態３（ＥＸＡＭＰＬＥ３）は、凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さに形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．４μｍの厚さに形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．３μｍの厚さに形成する。実施形態４（ＥＸＡＭＰＬＥ４）は、凝縮応力を有する第１無機膜３６０ａを０．２μｍの厚さに形成し、引張応力を有する第２無機膜３６０ｂを０．３μｍの厚さに形成し、凝縮応力を有する第３無機膜３６０ｃを０．４μｍの厚さに形成する。
【００７４】
実施形態１で、０．４７μｍの入口部の浮き現象が現れる。実施形態２、実施形態３、及び実施形態４で、ルーフ層３６０を応力の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、入口部の浮き程度が０．４５μｍ未満に減る。具体的に、実施形態２において入口部の浮きは０．４３μｍであり、実施形態３において入口部の浮きは０．２４μｍであり、実施形態４において入口部の浮きは０．１７μｍであり、無機膜の厚さ及び応力を調節して入口部の浮き現象を最小化することができる。
【００７５】
図１１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置における入口部の幅を多様に設計した実施形態を示す。
【００７６】
図１１を参照すると、本実施形態による入口部３０７の幅を多様に設計することができる。たとえば、一つの画素行を基準として第１入口部３０７と第２入口部３０７ｓが互いに対向してもよい。このとき、第２入口部３０７ｓは第１入口部３０７より幅が小さい。第２入口部３０７ｓは第１入口部３０７の延長線上に形成されてもよい。
【００７７】
図１２は、図２の実施形態でピラーをさらに含む実施形態を示す。図１２を参照すると、凝集誘導部３０５ａは、互いに対向する第１凝集誘導部と第２凝集誘導部を含み、第１凝集誘導部と第２凝集誘導部との間にピラー（ｐｉｌｌａｒ）が位置する。ピラーは、隔壁３６０ｗと同一物質で形成されてもよく、ルーフ層３６０を支持することができる。
【００７８】
図１３は、図４の液晶表示装置でルーフ層を変形した実施形態を示す。図１乃至図７で説明した内容は大部分本実施形態に適用でき、以下、差がある部分についてのみ説明する。
【００７９】
図１３を参照すると、ルーフ層３６０は有機膜で形成することができる。共通電極２７０とルーフ層３６０との間に下部絶縁膜３５０が位置して、ルーフ層３６０とキャッピング層３９０との間に上部絶縁膜３７０が位置する。
【００８０】
図１４は、図４の液晶表示装置でルーフ層を変形した実施形態を示す。図１乃至図７で説明した内容は大部分本実施形態に適用でき、以下、差がある部分についてのみ説明する。
【００８１】
図１４を参照すると、ルーフ層はカラーフィルタ２３０に形成される。共通電極２７０とカラーフィルタ２３０との間に下部絶縁膜３５０が位置し、カラーフィルタ２３０とキャッピング層３９０との間に上部絶縁膜３７０が位置する。本実施形態で、カラーフィルタ２３０にルーフ層を形成することによって、第１層間絶縁膜１８０ａと第２層間絶縁膜１８０ｂとの間にカラーフィルタ形成工程を省略して、工程を単純化することが可能である。
【００８２】
以下、図１５乃至図２３を参照して、前述した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。後述する実施形態は製造方法の一実施形態であり、他の形態に変形実施することができる。
【００８３】
図１５乃至図２３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及び結合斜視図である。図１５、図１８、図２０、図２２、図２４は、図４の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した断面図を順に示したものである。図１６、図１９、図２３、図２５は、図４の切断線ＶＩ−ＶＩに沿って切断した断面図を順に示したものである。図１７及び図２１は、それぞれ犠牲層３００とルーフ層３６０を形成する段階を示す結合斜視図である。
【００８４】
図４、図１５及び図１６を参照すると、基板１１０の上に一般に知られているスイッチング素子を形成するために、横方向に延在しているゲート線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。このとき、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延在するように形成してもよい。
【００８５】
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、及び露出した半導体層１５４部分の上には、第１層間絶縁膜１８０ａを形成する。
【００８６】
第１層間絶縁膜１８０ａの上に第２層間絶縁膜１８０ｂ及び第３層間絶縁膜１８０ｃを形成し、これらを貫通するコンタクトホール１８５を形成する。以降、第３層間絶縁膜１８０ｃの上に画素電極１９１を形成し、画素電極１９１はコンタクトホール１８５を通じてドレイン電極１７５と電気的、物理的に接続されてもよい。
【００８７】
画素電極１９１または第３層間絶縁膜１８０ｃの上に遮光部材２２０を形成する。遮光部材２２０は、ゲート線１２１が延在している方向に沿って形成されてもよい。遮光部材２２０は光を遮断できる物質で形成されてもよい。遮光部材２２０の上に絶縁膜１８１を形成し、この絶縁膜１８１は遮光部材２２０を覆いながら、画素電極１９１の上に延長され形成されてもよい。
【００８８】
以降、画素電極１９１の上に犠牲層３００を形成する。このとき、犠牲層３００にはゲート線１２１と平行な方向に沿ってトレンチ３０７ＦＰを形成する。犠牲層３００は、フォトレジストまたはこれを除いた有機物質で形成されてもよい。
【００８９】
図１７を参照すると、犠牲層３００は突出部３００ｐを含む。犠牲層の突出部３００ｐは、トレンチ３０７ＦＰを向かって突出した構造を有してもよい。突出部３００ｐは、後述する凝集誘導部が形成される部分に対応する。
【００９０】
図１８及び図１９を参照すると、犠牲層３００の上に共通電極２７０及びルーフ層３６０を順に形成する。図１８に示した通り、共通電極２７０及びルーフ層３６０はトレンチ３０７ＦＰを覆ってもよい。このとき、図１９に示した通り、横方向に隣接する画素が接する境界部分でありながら、データ線１７１と重なる犠牲層３００部分の上に、ルーフ層３６０が平坦に形成される。
【００９１】
図２０を参照すると、ルーフ層３６０と共通電極２７０をパターニングして、遮光部材２２０と対応する部分に位置するルーフ層３６０及び共通電極２７０を除去することができる。
【００９２】
このとき、犠牲層３００の側面部が露出する。図２１を参照すると、画素行のうちの一部分に対応する部分で犠牲層３００の側面部が露出し、他の部分ではルーフ層３６０がトレンチ３０７ＦＰまで延長された状態が、図１８に示した通り残っている。したがって、犠牲層３００の側面部が露出しない部分は隔壁３６０ｗを形成することができる。また、図１７に示した犠牲層突出部３００ｐを取り囲むようにルーフ層３６０を形成して、ルーフ層突出部３６０ｐを形成することができる。
【００９３】
図２２及び図２３を参照すると、トレンチ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により除去する。このとき、画素行に対応する犠牲層３００が満たされていた部分に空の空間３０５（ｅｍｐｔｙ  ｓｐａｃｅ）が形成される。トレンチ３０７ＦＰと空間３０５が接する境界面に入口部３０７が形成される。また、図２１で説明したルーフ層突出部３６０ｐにより取り囲まれた犠牲層３００部分が除去されて、図４等で説明した凝集誘導部３０５ａが形成されてもよい。
【００９４】
図２４及び図２５を参照すると、入口部３０７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の上に配向膜１１、２１を形成する。具体的に、入口部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。その後、入口部３０７を通じて複数の空間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。
【００９５】
以降、ルーフ層３６０の上に入口部３０７、トレンチ３０７ＦＰ及びルーフ層３６０を覆うようにキャッピング層３９０を形成すれば、図４乃至図７のような液晶表示装置を形成することができる。
【００９６】
図２６乃至図２９は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で配向物質が乾燥される過程を示す平面図である。
【００９７】
図２６を参照すると、本実施形態による液晶表示装置の画素行は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ及び青色画素Ｂを含む。シミュレーションの結果、配向物質が注入された後、ベーク工程によって乾燥が始まる入口部３０７の幅ｗ１は、画素の長辺Ｌより小さい場合には、凝集誘導部３０５ａに乾燥誘導現象が発生しなかった。したがって、本実施形態では、入口部３０７の幅ｗ１を画素の長辺Ｌより大きく設計するのが好ましい。また、凝集誘導部３０５ａ間の間隔Ｗｕｎｉｔが６個の画素の短辺より小さい場合に、凝集誘導部３０５ａに乾燥誘導現象が発生しない場合がいくつかのシミュレーションで発生した。したがって、凝集誘導部３０５ａ間の間隔Ｗｕｎｉｔは、最小６個画素の短辺の長さになるのが好ましい。
【００９８】
以下、図２７乃至図２９を参照して、乾燥誘導現象について説明する。図２７乃至図２９を参照すると、左側の第一の入口部３０７で微細に乾燥が進行（段階１、２）し、対向する隔壁３６０ｗに接する瞬間（ステップ３）、配向物質流体は両側に分離（ＤＩＶＩＳＩＯＮ）される。乾燥が継続して行われながら、移動する界面（ステップ４、５）は凝集誘導部３０５ａに接する瞬間、アンカリング（ステップ６）される。隣接した入口部３０７でさらに乾燥誘導が進行（ステップ７、８）する。凝集誘導部３０５ａの左右で生成された二つの界面が、凝集誘導部３０５ａで接するようになれば（ステップ９）、界面が分離され、最終的に凝集誘導部にかたまるようになる（ステップ１０）。
【００９９】
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、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の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】
【０１００】
３００  犠牲層
３０５ａ  凝集誘導部
３０７  入口部
３６０  ルーフ層
３６０ｗ  隔壁
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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【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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