JP2006058894A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱状スペーサの滑りによる光漏れ現象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】 第１部分及びこれより低い第２部分を有する薄膜トランジスタ表示板１００と、対向表示板２００と、柱状スペーサ３２０と液晶層３と、からなる。柱状スペーサ３２０は、薄膜トランジスタ表示板１００上において、他に比べて比較的に低く且つ平坦な部分（第２部分）に位置する。柱状スペーサ３２０の接触部は、表示板１００、２００に加えられた圧力または衝撃によって滑って、再び元の位置に容易に戻り、復元される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、現在最も広く用いられている平板表示装置の一つであって、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、二つの表示板の間隔を均一に支持する基板スペーサと、で構成される。液晶表示装置は、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、電場の強度を変化させて液晶層の液晶分子を再配列することによって、透過する光の透過率を調節することで画像を表示する。

現在主に用いられている液晶表示装置は、二つの表示板に電極がそれぞれ形成され、電極に印加される電圧をスイッチングする薄膜トランジスタを備える液晶表示装置であり、二つの表示板のうちの一つには、ゲート線及びデータ線のような複数の配線、ゲート線とデータ線で囲まれた画素に画素電極及び画素電極に伝達されるデータ信号を制御する薄膜トランジスタが形成され（以下、薄膜トランジスタ表示板と言う）、もう一つの表示板には、画素電極と対向する共通電極及び画素に開口部を有するブラックマトリックスが形成されているのが一般的である（以下、「対向表示板」とも言う）。

また、液晶表示装置は、液晶層を充填する隙間を形成する複数の基板スペーサを、備える。基板スペーサは、球形でかつ不規則的に散布するビーズスペーサ（ｂｅａｄｓ ｓｐａｃｅｒ）と、一定のパターンに形成される柱状スペーサ（ｃｏｌｕｍｎ ｓｐａｃｅｒ）またはリジッドスペーサ（ｒｉｇｉｄ ｓｐａｃｅｒ）と、に区分される。

柱状スペーサは、対向表示板に感光膜を塗布し露光及び現像して、画素内部の光が透過しない部分、例えばチャンネル部、ゲート線、維持電極線等に対応して、所望のパターンに形成される。

このような液晶表示装置の製造方法において、叩く等の外圧が加えられると、柱状スペーサは、表示板の上部から滑った後、再び元の位置に戻って復元される。
ところが、配線上部に位置する柱状スペーサが滑った場合は、配線上部に復元しようとしても、配線の段差のため元の位置に戻れなくなり、互いに対向する二つの表示板で、位置合わせの誤差が生じる。この時、滑った柱状スペーサの周辺に位置する液晶分子の配列がずれ、これによって光漏れ等の不良が発生する。

本発明の目的は、柱状スペーサの滑りによる光漏れを防ぐことができる液晶表示装置を提供することである。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第１部分及びそれより低い第２部分を有する第１表示板と、前記第１表示板と対向する第２表示板と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に位置し、前記第１表示板の第１部分と接触するスペーサと、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、を備える。

前記スペーサは、前記第２表示板上に形成されることができる。
前記スペーサは、前記第１表示板の第２部分付近に位置することができる。
前記第２部分は、不透明であり、前記スペーサは、前記第１表示板の第２部分付近に位置することができる。

前記第１表示板の第２部分は、前記第１表示板の第１部分を囲むことができる。
前記第１表示板の第１部分は、画素電極を備え、前記第１表示板の第２部分は、信号線を備えることができる。

前記第２表示板は、前記画素電極と共に電場を生成する共通電極を、備えることができる。
前記第２表示板は、前記第１表示板の第２部分と対向し、前記第１表示板の第１部分と部分的に対向する遮光部材を、さらに備えることができる。

前記スペーサは、前記遮光部材と重畳することができる。
前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは、透明であることができる。
前記液晶表示装置は、前記第１表示板及び前記第２表示板のうちの一つ上に備えられている複数のカラーフィルタを、さらに備えることができる。

前記カラーフィルタは、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを有し、前記スペーサは、前記青色フィルタと重畳することができる。
前記第１表示板の第１部分は、板状導電体を備え、前記第１表示板の第２部分は、線状導電体を備えることができる。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板上に備えられている複数の信号線、前記信号線と接続されている複数の薄膜トランジスタ、及び前記薄膜トランジスタに接続されている複数の第１及び第２画素電極を備える第１表示板と、前記第１表示板と対向する第２表示板と、前記第１表示板と前記第２表示板との間に備えられ、前記信号線の付近に位置するスペーサと、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、を備えることができる。

前記スペーサは、前記第２表示板上に形成されることができる。
前記信号線は、複数のゲート線と、前記ゲート線と交差する複数のデータ線と、を有することができる。

前記信号線は、前記第１及び第２画素電極と重畳する複数の維持電極線を、さらに有することができる。
前記液晶表示装置は、前記第１及び第２表示板のうちの一つ上に備えられている複数のカラーフィルタを、さらに備えることができる。

前記カラーフィルターは、赤色、緑色及び青色カラーフィルタを有することができる。
前記スペーサは、前記青色カラーフィルターと重畳することができる。
本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板上に備えられている複数の信号線、前記信号線と接続されている複数の薄膜トランジスタ及び前記薄膜トランジスタに接続され、同一な形状を有する複数の第１及び第２画素電極を備える第１表示板と、前記第１表示板と対向し、前記第１画素電極と対向する第１開口部及び前記第１画素電極と対向する第２開口部を有する遮光部材を備える第２表示板と、前記遮光部材上に備えられ、前記第１表示板と接触し、前記第２画素電極と対向する複数のスペーサと、前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、を備える。

前記スペーサは、前記信号線の付近に位置することができる。
前記第２開口部は、前記第１開口部より小さく形成することができる。

本発明の液晶表示装置によれば、柱状スペーサが滑っても元の位置に簡単に復元され、柱状スペーサの滑りによる光漏れを防ぐことができ、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面は、各種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ている。明細書全体を通じて類似した部分については、同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは、他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは、中間に他の部分がない場合を意味する。

図面を参照して本発明の実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２及び図３は、それぞれ、図１に示す薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ´線及びＩＩＩ−ＩＩＩ´−ＩＩＩ"線に沿って切断した断面図である。

本発明の実施形態による液晶表示装置は、下部表示板１００（薄膜トランジスタ表示板）と、これと対向している上部表示板２００（対向表示板）と、下部表示板と上部表示板との間に注入されている液晶層３と、からなる。液晶層３の液晶分子は、下部表示板から上部表示板に至るまで順に捩れ配向される捩じれたネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）方式で、配列することができ、二つの表示板に対し垂直に、配列することもできる。

下部表示板である薄膜トランジスタ表示板１００は、次のような構成を有する。
下部の絶縁基板１１０上に、主に横方向に延びている複数のゲート線１２１と維持電極線１３１とが形成されている。

ゲート線１２１は、複数の部分が下方に拡張されゲート電極１２４をなし、一端部１２９は、外部回路との接続のために広く拡張されている。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０に集積されることができる。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延びて、ゲート駆動回路と直接接続される。

維持電極線１３１は、所定電圧の印加を受けて、ゲート線１２１とほぼ並んで延びる幹線と、そこから分かれた複数対の第１及び第２維持電極１３３a、１３３bと、を備える。維持電極線１３１それぞれは、隣接した二つのゲート線１２１の間に位置し、幹線は、二つのゲート線１２１のうちの下方に近接している。維持電極１３３a、１３３bそれぞれは、幹線と連結された固定端と、その逆方向の自由端と、を有する。第１維持電極１３３aの固定端は、面積が広く、自由端は、直線部分と屈曲部分との二つに分かれている。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は、様々な変更が可能である。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Al）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ag）や銀合金などの銀系金属、銅（Cu）や銅合金などの銅系金属、モリブデン（Mo）やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Cr）、タンタル（Ta）及びチタニウム（Ti）などで作ることができる。しかし、これらは、物理的な性質の異なる二つの導電膜（図示せず）を有する多重膜構造であることもできる。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように、比抵抗（resistivity）が低い金属、例えばアルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで形成される。これに対し、もう一つの導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（indium tin oxide）及びＩＺＯ（indium zinc oxide）との物理的、化学的、電気的な接触特性が優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどで形成される。このような組み合わせの良い例が、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及び、アルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜である。この他にも、ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、多様な金属または導電体で作ることができる。

ゲート線１２１と維持電極線１３１において、側面は、傾斜され、水平面に対する傾斜角が、３０乃至８０°であることが好ましい。
ゲート線１２１と維持電極線１３１の上には、窒化ケイ素（SiNx）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略してa-Siという。）または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体１５１が、形成されている。線状半導体１５１は、主に縦方向に延びており、ゲート電極１２４に向けて延びた複数の突出部１５４を有する。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１の付近で、幅が広くなり、これらを幅広く覆う。

半導体１５１上には、複数の線状及び島状オーミック接触部材１６１、１６５が形成されている。オーミック接触部材１６１、１６５は、リンなどのn型不純物が高濃度にドープされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるシリサイド（silicide）で作ることができる。線状オーミック接触部材１６１は、複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島状オーミック接触部材１６５は、対をなして、半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。

半導体１５１とオーミック接触部材１６１、１６５の側面も、基板１１０面に対して傾斜され、その傾斜角は、３０乃至８０°程度である。
オーミック接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数のドレイン電極１７５が形成されている。

データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。また、各データ線１７１は、維持電極線１３１と交差し、隣接した維持電極１３３a、１３３b群の間を走る。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向けて延びてＪ字状に曲がった複数のソース電極１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部１７９と、を有する。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０に集積できる。データ駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、データ線１７１が延びて、ゲート駆動回路と直接接続される。

ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されてゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレイン電極１７５は、広い一側端部と棒形である他側端部を有する。広い端部は、維持電極線１３１と重畳し、棒形端部は、一部がソース電極１７３で囲まれている。

一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の突出部１５４に形成される。

データ線１７１及びドレイン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタニウムなどの耐火性金属またはこれらの合金で作ることが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）とを含む多重膜構造であることができる。多重膜構造の例には、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、及び、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。その他にも、データ線１７１及びドレイン電極１７５は、様々な金属または導電体で作ることができる。

データ線１７１及びドレイン電極１７５も、その側面が基板１１０面に対して３０乃至８０°程度傾斜されることが好ましい。
オーミック接触部材１６１、１６５は、その下の半導体１５１と、その上のデータ線１７１及びドレイン電極１７５との間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。ほとんどの部分で線状半導体１５１は、データ線１７１より狭いが、既に説明したように、ゲート線１２１と出会う部分で幅が広くなり、表面の形を滑らかにすることで、データ線１７１が断線することを防ぐ。半導体１５１には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間を始めとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われず露出する部分がある。

データ線１７１、ドレイン電極１７５及び露出した半導体１５１部分上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、無機絶縁物または有機絶縁物などからなり、平坦な表面を有することができる。無機絶縁物の例には、窒化ケイ素と酸化ケイ素がある。有機絶縁物は、感光性を有しても良く、誘電率は、約４．０以下であることが好ましい。しかし、保護膜１８０は、有機膜の優れた絶縁特性を保ちながらも、露出した半導体１５１部分に害を及ぼさないように、下部無機膜と上部有機膜との二重膜構造を有することができる。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９とドレイン電極１７５とをそれぞれ露出する複数のコンタクトホール（contact hole）１８２、１８５が形成され、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０とには、ゲート線１２１の端部１２９を露出する複数のコンタクトホール１８１、第１維持電極１３３aの固定端の付近の維持電極線１３１の一部を露出する複数のコンタクトホール１８３a、及び第１維持電極１３３aの自由端の突出部を露出する複数のコンタクトホール１８３bが形成されている。

保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０を始めとして、複数の接続ブリッジ（over pass）８３、複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらは、ＩＴＯやＩＺＯなどのような透明導電体やアルミニウム（Al）、銀、クロムまたはその合金のような光反射特性が優れた不透明導電体などで作られる。

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と物理的・電気的に接続され、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧の印加を受ける他の表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、二つの電極１９１、２７０の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向に応じて、液晶層３を通過する光の偏光が変化する。画素電極１９１及び共通電極２７０は、キャパシタ（以下、「液晶キャパシタ」という）をなしており、薄膜トランジスタが遮断された後にも、印加された電圧を維持する。

画素電極１９１は、維持電極１３３a、１３３bを始めとして、維持電極線１３１と重畳し、画素電極１９１は、維持電極線１３１の幹線の一部を完全に覆う。画素電極１９１の左側辺及び右側辺は、維持電極１３３a、１３３b上に位置している。画素電極１９１及びこれと電気的に接続されたドレイン電極１７５が維持電極線１３１と重畳してなるキャパシタを「ストレージキャパシタ」といい、ストレージキャパシタは、液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。

また、画素電極１９１は、隣接したゲート線１２１と重畳して、開口率を向上させている。画素電極１９１の上側辺は、ゲート線１２１上に位置し、ゲート線１２１の下辺に沿って延びている。

接続ブリッジ８３は、ゲート線１２１を横切り、ゲート線１２１を介在して反対側に位置するコンタクトホール１８３a、１８３bを通じて、維持電極線１３１の露出した部分と維持電極１３３bの自由端の露出された端部とに接続されている。維持電極１３３a、１３３bを始めとする維持電極線１３１は、接続ブリッジ８３と共にゲート線１２１やデータ線１７１、または薄膜トランジスタの欠陥修理に使用することができる。

接触補助部材８１、８２は、それぞれ、コンタクトホール１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９とデータ線１７１の端部１７９とに接続されている。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、それらを保護する。

次に、共通電極表示板２００について、図２乃至図４を参照して具体的に説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板２１０上に、遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、ブラックマトリックスともいい、画素電極１９１の間の光漏れを防ぐ。遮光部材２２０は、画素電極１９１と対向する複数の第１及び第２開口部２２５、２２６を有する。第１及び第２開口部２２５、２２６の境界は、画素電極１９１上に位置し、画素電極１９１の境界に沿って延びている。第１開口部２２５の全辺は、画素電極１９１の辺と近接しているため、第１維持電極１３３aの固定端とゲート電極１２４との間の領域を露出する。ところが、第２開口部２２６の上側辺は、画素電極１９１の上側辺から離れて、遮光部材２２が、第１維持電極１３３aとゲート電極１２４との間の領域を覆う。また、遮光部材２２０は、画素電極１９１が備えられている表示領域の境界を覆う。

また、基板２１０上には、複数のカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、ほとんど遮光部材２３０で囲まれた領域内に存在し、画素電極１９１列に沿って、縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ２３０は、図１に示したように、赤色（R）、緑色（G）及び青色（B）の三原色など、基本色のうちの一色を表示することができる。

カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０上には、保護膜（overcoat）２５０が形成されている。保護膜２５０は、（有機）絶縁物で作られ、カラーフィルタ２３０が露出することを防ぎ、平坦面を提供する。保護膜２５０は、省略可能である。

保護膜２５０上には、共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などで作られる。
共通電極２７０上には、複数の柱状スペーサ（columnar spacer）３２０が形成され、これらは、遮光部材２２０上に位置する。柱状スペーサ３２０は、弾性を有する絶縁物質からなり、薄膜トランジスタ表示板１００と接触して、薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００を支持する接触部を有する。柱状スペーサ３２０は、画素電極１９１と対向し、第１維持電極１３３a、ゲート線１２１、ゲート電極１２４及び第２開口部２２６の上側辺で囲まれた領域に位置する。

しかし、柱状スペーサ３２０の位置は、これに限定されるものではない。柱状スペーサ３２０は、薄膜トランジスタ表示板１００上において、他に比べて比較的に低くかつ平坦な部分に位置することができる。この場合、スペーサ３２０の接触部は、表示板１００、２００に加えられた圧力または衝撃によって滑って、再び元の位置に容易に戻り、復元される。これに対し、スペーサ３２０が、薄膜トランジスタ表示板１００上の他の部分より高くかつ狭い面積の部分に位置する場合には、スペーサ３２０の接触部３２０が滑って低い位置に移動した時、段差のため元の位置に戻ることが難しい。ここで、光漏れが生じる可能性がある。

接触位置は、不透明部材、例えばゲート線１２１、維持電極線１３１、データ線１７１などの付近であることが光漏れ防止のために好ましい。
また、図１に示すように、スペーサ３２０は、青色カラーフィルタ２３０上に位置することが好ましく、その理由は、赤色や緑色に比べて青色に対して目が敏感に反応しないためである。

また、対向する二つの表示板１００、２００の上部には、液晶物質層３の液晶分子を配向するための配向膜１１、２１が形成され、二つの表示板１００、２００の外側面には、偏光板１２、２２がそれぞれ付着されている。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光板１２、２２のうちの一つを省略可能である。

本実施形態による液晶表示装置は、液晶層３の遅延を補償するための位相遅延膜（図示せず）を、さらに備えることができる。また、液晶表示装置は、偏光子１２、２２、位相遅延膜、表示板１００、２００及び液晶層３に光を供給する照明部（backlight unit）（図示せず）を備えることができる。

液晶層３は、プラスまたはマイナスの誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子３１は、電場がない状態で、その長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対し、ほぼ平行であるか、ほぼ垂直をなすように配向されている。

図４は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図であり、図５及び図６は、それぞれ、図４に示す薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置を図４のＶ-Ｖ´線及びＶＩ-ＶＩ´-ＶＩ´´線に沿って切断した断面図である。

図４乃至図６に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置も、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００と、これら表示板１００、２００の間に入っている液晶層３と、を備える。

本実施形態による表示板１００、２００の層状構造は、図１乃至図３に示した液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板の層状構造と、ほぼ同様である。
薄膜トランジスタ表示板１００において、基板１１０上に、ゲート電極１２４及び端部１２９を有する複数のゲート線１２１と、維持電極１３３a、１３３bを有する複数の維持電極線１３１とが形成され、その上に、ゲート絶縁膜１４０、突出部１５４を有する複数の線状半導体１５１、突出部１６３を有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び複数の島状オーミック接触部材１６５が順次に形成されている。オーミック接触部材１６１、１６５上には、ソース電極１７３、端部１７９を有する複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５が形成され、その上に、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、複数のコンタクトホール１８１、１８２、１８５が形成されている。保護膜１８０上には、複数の画素電極１９１、複数の接続ブリッジ８３及び複数の接触補助部材８１、８２が形成され、その上には、配向膜１１が形成されている。

共通電極表示板２００において、絶縁基板２１０上に、遮光部材２２０、カラーフィルタ２３０、保護膜２５０、共通電極２７０、柱状スペーサ３２０及び配向膜２１が形成されている。

しかし、図１乃至図３に示した液晶表示装置とは異なって、半導体１５１は、データ線１７１、ドレイン電極１７５及びその下部のオーミック接触部材１６１、１６５と実質的に同一な平面形態を有している。但し、線状半導体１５１には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間を始めとして、デート線１７１及びドレイン電極１７５で覆われず露出する部分を有している。

このような薄膜トランジスタ表示板１００を本発明の一実施形態により製造する方法において、データ線１７１、ドレイン電極１７５、半導体１５１及びオーミック接触部材１６１、１６５を、一回のフォト工程を用いて形成する。

このようなフォト工程で用いる感光膜は、位置に応じて厚さが異なり、特に、厚さが薄くなる順に第１部分と第２部分とを有する。第１部分は、データ線１７１及びドレイン電極１７１が占める配線領域に位置し、第２部分は、薄膜トランジスタのチャンネル領域に位置する。

位置に応じて感光膜の厚さを異ならせる方法は、様々であり、例えば光マスクに投光領域及び遮光領域の他に半透明領域を設ける方法がある。半透明領域には、スリットパターン、格子パターン、または、透過率が中間であるか厚さが中間である薄膜が備えられる。スリットパターンを使用する場合には、スリットの幅やスリット間の間隔がフォト工程に用いる露光器の分解能（resolution）より小さいことが好ましい。その他に、リフローが可能な感光膜を用いる方法がある。即ち、投光領域と遮光領域のみを有する通常の露光マスクでリフロー可能な感光膜を形成した後リフローさせ、感光膜が残留しない領域に流れるようにして、薄い部分を形成する。

このようにすれば、一回のフォト工程を減らすことができるので、製造方法が簡単になる。
図１乃至図３に示した液晶表示装置が有する多くの特徴は、図４乃至図６に示した液晶表示装置にも適用できる。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置について、図７を参照して具体的に説明する。
図７は、図１に示した液晶表示装置をＩＩ-ＩＩ´線に沿って切断した断面図である。

図７を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置も、相互に対向する薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００と、これら表示板１００、２００の間に入っている液晶層３と、表示板１００、２００の外側面に付着されている一対の偏光子１２、２２と、を備える。

本実施形態による表示板１００、２００の層状構造は、図１乃至図３に示したものと、ほぼ同様である。
薄膜トランジスタ表示板１００において、基板１１０上に、ゲート電極１２４及び端部１２９を有する複数のゲート線１２１と、維持電極１３３a、１３３bを有する複数の維持電極線１３１とが形成され、その上に、ゲート絶縁膜１４０、突出部１５４を有する複数の線状半導体１５１、突出部１６３を有する複数の線状オーミック接触部材１６１及び複数の島状オーミック接触部材１６５が順次に形成されている。オーミック接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、ソース電極１７３、端部１７９を有する複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５が形成され、その上に、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、複数のコンタクトホール１８１、１８２、１８５が形成されている。保護膜１８０上には、複数の画素電極１９１、複数の接続ブリッジ８３及び複数の接触補助部材８１、８２が形成され、その上には、配向膜１１が形成されている。

共通電極表示板２００において、絶縁基板２１０上に、遮光部材２２０、カラーフィルタ２３０、保護膜２５０、共通電極２７０、柱状スペーサ３２０及び配向膜２１が形成されている。

ところが、図１乃至図３に示した液晶表示装置とは異なって、柱状スペーサ３２０は、薄膜トランジスタ表示板１００に形成されている。
また、薄膜トランジスタ表示板１００の保護膜１８０下部に、カラーフィルター２３０が形成され、共通電極表示板２００には、カラーフィルタが存在しない。ここで、保護膜２５０は、省略可能である。

カラーフィルタ２３０は、画素電極１９１列に沿って、帯状に縦に長く延びており、隣接した二つのカラーフィルタ２３０の境界は、データ線１７１上で一致する。しかし、カラーフィルター２３０は、互いに離れていたり、互いに重畳して、画素電極１９１の間の光漏れを防ぐ遮光部材の役割を果たすことができる。カラーフィルタ２３０が互いに重畳する場合には、共通電極表示板２００上において遮光部材２３０を省略することができる。

カラーフィルタ２３０には、コンタクトホール１８５が通過する貫通孔２３５が形成され、貫通孔２３５は、コンタクトホール１８５より大きい。ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９が位置した周辺領域には、カラーフィルタ２３０が存在しない。

カラーフィルタ２３０は、保護膜１８０上に位置することができ、保護膜１８０は、省略可能である。
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、柱状スペーサが滑っても元も位置に簡単に復元され、柱状スペーサの滑りによる光漏れを防ぐことができ、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。

以上で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、これに限定されるものではなく、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ものである。

本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図１の薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置をＩＩ−ＩＩ´線に沿って切断した断面図である。 図１の薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置をＩＩＩ−ＩＩＩ´線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図４の薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置をＶ−Ｖ´線に沿って切断した断面図である。 図４の薄膜トランジスタ表示板を備える液晶表示装置をＶＩ−ＶＩ´線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ表示板の構造を示した断面図である。

符号の説明

３ 液晶層
１１、２１ 配向膜
８１、８２ 接触補助部材
８３ 接続ブリッジ
１００、２００ 表示板
１１０、２１０ 絶縁基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１３１ 維持電極線
１３３a−１３３b 維持電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４ 半導体
１６１、１６３、１６５ オーミック接触部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８３a、１８３b、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
２２０ 遮光部材
２２５、２２６ 開口部
２３０ カラーフィルタ
２５０ 保護膜
２７０ 共通電極
３２０ 柱状スペーサ

Claims (24)

1. 第１部分及びそれより低い第２部分を有する第１表示板と、
   前記第１表示板と対向する第２表示板と、
   前記第１表示板と前記第２表示板との間に位置し、前記第１表示板の第１部分と接触するスペーサと、
   前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、
   を備える液晶表示装置。
2. 前記スペーサは、前記第２表示板上に形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記スペーサは、前記第１表示板の第２部分付近に位置している、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２部分は、不透明であり、前記スペーサは、前記第１表示板の第２部分付近に位置している、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１表示板の第２部分は、前記第１表示板の第１部分を囲む、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１表示板の第１部分は、画素電極を備え、前記第１表示板の第２部分は、信号線を備える、請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２表示板は、前記画素電極と共に電場を生成する共通電極を備える、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第２表示板は、前記第１表示板の第２部分と対向し、前記第１表示板の第１部分と部分的に対向する遮光部材をさらに備える、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記スペーサは、前記遮光部材と重畳している、請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは、透明である、請求項７に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１表示板及び前記第２表示板のうちの一つの上に備えられている複数のカラーフィルタを、さらに備える請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記カラーフィルタは、赤色、緑色及び青色カラーフィルターを備える、請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記スペーサは、前記青色カラーフィルタと重畳している、請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１表示板の第１部分は、板状導電体を備え、前記第１表示板の第２部分は、線状導電体を備える、請求項１に記載の液晶表示装置。
15. 第１基板、前記第１基板上に備えられている複数の信号線、前記信号線と接続されている複数の薄膜トランジスタ並びに前記薄膜トランジスタに接続されている複数の第１及び第２画素電極を備える第１表示板と、
    前記第１表示板と対向する第２表示板と、
    前記第１表示板と前記第２表示板との間に備えられ、前記信号線の付近に位置するスペーサと、
    前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、
    を備える液晶表示装置。
16. 前記スペーサは、前記第２表示板上に形成されている、請求項１５に記載の液晶表示装置。
17. 前記信号線は、複数のゲート線と、前記ゲート線と交差する複数のデータ線と、を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
18. 前記信号線は、前記第１及び第２画素電極と重畳する複数の維持電極線をさらに備える、請求項１７に記載の液晶表示装置。
19. 前記第１及び第２表示板のうちの一つの上に備えられている複数のカラーフィルタを、さらに備える請求項１５に記載の液晶表示装置。
20. 前記カラーフィルタは、赤色、緑色及び青色カラーフィルターを備える、請求項１９に記載の液晶表示装置。
21. 前記スペーサは、前記青色カラーフィルタと重畳している請求項２０に記載の液晶表示装置。
22. 第１基板、前記第１基板上に備えられている複数の信号線、前記信号線と接続されている複数の薄膜トランジスタ並びに前記薄膜トランジスタに接続され、同一のパターンを有する複数の第１及び第２画素電極を備える第１表示板と、
    前記第１表示板と対向し、前記第１画素電極と対向する第１開口部及び前記第１画素電極と対向する第２開口部を有する遮光部材を備える第２表示板と、
    前記遮光部材上に備えられ、前記第１表示板と接触し、前記第２画素電極と対向する複数のスペーサと、
    前記第１表示板と前記第２表示板との間に形成されている液晶層と、
    を備える液晶表示装置。
23. 前記スペーサは、前記信号線の付近に位置している、請求項２２に記載の液晶表示装置。
24. 前記第２開口部は、前記第１開口部より小さい、請求項２２に記載の液晶表示装置。

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