JP2007011272A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、有機保護膜を有する液晶表示パネルでもデュアルスペーサの構造を採用することによって、セルギャップの維持の信頼性を向上させ、液晶の膨脹による不良問題を防止できる液晶表示パネル及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の液晶表示パネルは、第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサ１２３、１２４のうちいずれか一つが第１ホール１７２内に部分的に挿入されたカラーフィルタアレイ基板１６０と、カラーフィルタアレイ基板１６０と対向し、第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサ１２３、１２４のうちいずれか一つと接触されると共に有機保護膜１５０により保護される薄膜トランジスタアレイ基板１７０とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機保護膜を有する液晶表示パネルにおいて、デュアルスペーサの構造を採用することによって、セルギャップの維持の信頼性を向上させる液晶表示パネル及びその製造方法に関する。

通常の液晶表示装置は、電界を利用して液晶の光透過率を調節することによって画像を表示する。このために、液晶表示装置は、液晶セルがマトリックス形状に配列された液晶表示パネル、及び液晶表示パネルを駆動するための駆動回路を備える。

液晶表示パネルは、互いに対向する薄膜トランジスタ（以下、“ＴＦＴ”という）アレイ基板及びカラーフィルタアレイ基板、それら二基板の間に一定なセルギャップを維持するために位置するスペーサ、及びそのセルギャップに充填された液晶を備える。

このような液晶表示パネルは、ここ数年、技術の発展を通じて特定の問題を解決するために多様な形態の構造が提案された。特に、液晶表示パネルにおいて、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタアレイ基板とのセルギャップは、スペーサにより維持されるが、液晶表示パネルが高温の環境に露出されることによる液晶の膨脹によってセルギャップの維持の信頼性が低下するという問題がある。このような問題を解決するために、最近には、デュアルスペーサの構造を採用した液晶表示パネルが提案された。

図１は、従来のデュアルスペーサの構造を採用する液晶表示パネルの平面図（便宜上、ＴＦＴアレイ基板及びカラムスペーサを中心に示す）であり、図２Ａは、図１に示したＴＦＴアレイ基板をＩ−Ｉ’線に沿って切り取った断面図であり、図２Ｂは、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、液晶表示パネルは、上部基板６２上に順次、ブラックマトリックス６４、カラーフィルタ６６、メインカラムスペーサ２４、補助カラムスペーサ２３、上部配向膜５８などが形成されたカラーフィルタアレイ基板６０と、下部基板４２上に形成されたＴＦＴ６、画素電極１８及び下部配向膜５２などで構成されるＴＦＴアレイ基板７０と、カラーフィルタアレイ基板６０とＴＦＴアレイ基板７０との間の内部空間に注入される液晶（図示せず）とを備える。

カラーフィルタアレイ基板６０において、ブラックマトリックス６４は、下板のＴＦＴ領域とゲートライン領域及びデータライン領域とに対応して上部基板６２上に形成され、カラーフィルタ６６が形成されるセル領域を設ける。ブラックマトリックス６４は、光漏れを防止すると共に外光を吸収してコントラストを高める役割を担う。一方、垂直方向の電界を利用するＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの場合には、共通電極がカラーフィルタ６６上に形成され、水平方向の電界を利用するＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎ Ｓｗｉｔｃｈ）モードの場合には、共通電極がＴＦＴアレイ基板７０に形成される。

ＴＦＴアレイ基板７０は、下部基板４２上にゲート絶縁膜４４を挟んで交差して形成されたゲートライン２及びデータライン４、その交差部ごとに形成されたＴＦＴ６、及びその交差構造で設けられたセル領域に形成された画素電極１８を備える。そして、ＴＦＴアレイ基板７０は、画素電極１８と前段のゲートライン２との重畳部に形成されたストレージキャパシタ２０（図１では、便宜上、次の画素領域においてのストレージキャパシタを示す）を備える。

ＴＦＴ６は、ゲートライン２に接続されたゲート電極８、データライン４に接続されたソース電極１０、画素電極１６に接続されたドレイン電極１２、及びゲート電極８と重なり、ソース電極１０とドレイン電極１２との間にチャンネルを形成する活性層１４を備える。活性層１４は、ストレージ上部電極２２、データライン４、ソース電極１０及びドレイン電極１２と重なって形成され、ソース電極１０とドレイン電極１２との間のチャンネル部をさらに備える。活性層１４上には、ストレージ電極２２、データライン４、ソース電極１０及びドレイン電極１２とオミック接触のためのオミック接触層４８がさらに形成される。

このようなＴＦＴ６は、ゲートライン２に供給されるゲート信号に応答して、データライン４に供給される画素電圧信号が画素電極１８に充電されて維持させる。

画素電極１８は、保護膜５０を貫通するコンタクトホール１７を通じてＴＦＴ６のドレイン電極１２と接続される。画素電極１８は、充電された画素電圧により共通電極との電位差を発生させる。この電位差により、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタアレイ基板との間に位置する液晶が誘電異方性により回転し、光源（図示せず）から画素電極１８を経由して入射される光を上部基板側に透過させる。

ストレージキャパシタ２０は、前段ゲートライン２と、前記前段ゲートライン２、ゲート絶縁膜４４及び保護膜５０を挟んで重なる画素電極１８とから構成される。このようなストレージキャパシタ２０は、画素電極１８に充電された画素電圧が、次の画素電圧が充電されるまで維持されるように働く。

メインカラムスペーサ２４は、ストレージキャパシタ２０と重なる領域での下部配向膜５２と接触され、補助カラムスペーサ２３は、ゲートライン２に重なる領域に位置する。また、メインカラムスペーサ２４及び補助カラムスペーサ２３は、カラーフィルタアレイ基板６０のブラックマトリックス６４と重なるように位置する。

メインカラムスペーサ２４は、補助カラムスペーサ２３より高い位置に設けられ、１次的にセルギャップを維持する役割を担う。このために、メインカラムスペーサ２４の下部に位置するストレージキャパシタ２０は、ソース／ドレインパターン及び半導体パターンからなる段差形成部５４を備える。

補助カラムスペーサ２３は、平常時には、ＴＦＴアレイ基板７０と離隔されるように位置して液晶の膨脹時に発生する不良を防止する役割を担い、外圧が加えられる場合には、ＴＦＴアレイ基板７０と接触することによってメインカラムスペーサ２４のセルギャップの維持のための機能を補助する。

しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。デュアルスペーサの構造を有する液晶表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板７０の保護膜１５０がフォトアクリルなどの有機物で形成される場合においては、デュアルスペーサが自身の機能を担えない。これを、図３を参照してさらに詳細に説明すれば、次の通りである。

図３に示した液晶表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板７０の保護膜１５０が有機物で形成されている。すなわち、有機物質で保護膜１５０を形成する場合には、ＴＦＴアレイ基板７０内で段差が発生しないことによって、メインカラムスペーサ２４と補助カラムスペーサ２３との高さ差が発生しない。また、従来のカラーフィルタアレイ基板６０は、上部基板６２上に形成されたブラックマトリックス６４、カラーフィルタ６６及び共通電極などは、段差を形成する構造を備えていない。

その結果、有機保護膜１５０を採用した液晶表示パネルでは、デュアルスペーサの構造の長所である液晶マージンを確保して、液晶の膨脹による不良防止及びセルギャップの信頼性確保という長所を有さないという問題が発生する。

本発明の目的は、有機保護膜を有する液晶表示パネルにおいて、デュアルスペーサの構造を採用することによって、セルギャップの維持の信頼性を向上させ、液晶の膨脹による不良問題を防止できる液晶表示パネル及びその製造方法を提供するところにある。

前記の目的を達成するために、本発明による液晶表示パネルは、第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサのうちいずれか一つが第１ホール内に部分的に挿入されたカラーフィルタアレイ基板と、前記カラーフィルタアレイ基板と対向し、前記第１カラムスペーサ及び前記第２カラムスペーサのうちいずれか一つと接触すると共に有機保護膜により保護されるＴＦＴアレイ基板と、を備えることを特徴とする。

前記カラーフィルタアレイ基板は、上部基板上にセル領域を区画するためのブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスにより区画されたセル領域に形成されるカラーフィルタと、を備え、前記第１ホールは、前記カラーフィルタを貫通して前記ブラックマトリックスを露出させることを特徴とする。

前記第１ホールは、前記カラーフィルタのうち赤色を表示するカラーフィルタを貫通して前記ブラックマトリックスを露出させることを特徴とする。

前記第１ホール内に挿入されるカラムスペーサと前記第１ホールを通じて露出されるブラックマトリックスとの間には、共通電極及び平坦化層のうち少なくともいずれか一つが位置することを特徴とする。

前記第１ホール内に部分的に挿入されたカラムスペーサは、外圧が作用する場合、前記ＴＦＴアレイ基板と接触することを特徴とする。

前記ＴＦＴアレイ基板は、下部基板上でゲート絶縁膜を挟んで互いに交差して形成されるゲートライン及びデータラインと、前記ゲートライン及び前記データラインの交差領域に形成されるＴＦＴと、前記有機保護膜を貫通するコンタクトホールを通じて前記ＴＦＴと接続される画素電極と、前記画素電極及び前記有機保護膜上に形成された下部配向膜と、を備えることを特徴とする。

前記ＴＦＴアレイ基板は、前記画素電極を横切って位置するストレージオンコモン方式のストレージキャパシタをさらに備え、前記有機保護膜は、前記ストレージキャパシタを露出させる第２ホールをさらに備え、前記第１ホール内に挿入されたカラムスペーサを除いた他のカラムスペーサは、前記第２ホールと対応する領域に位置することを特徴とする。

前記第２ホールと対応する領域に位置するカラムスペーサは、外圧が作用する場合、前記第２ホールの底部と接触することを特徴とする。

本発明による液晶表示パネルの製造方法は、第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサのうちいずれか一つが第１ホール内に部分的に挿入されたカラーフィルタアレイ基板を形成する工程と、前記カラーフィルタアレイ基板と合着され、前記第１カラムスペーサ及び前記第２カラムスペーサのうちいずれか一つと接触すると共に有機保護膜により保護されるＴＦＴアレイ基板を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

前記カラーフィルタアレイ基板を形成する工程は、上部基板上にセル領域を区画するためのブラックマトリックス、及び前記ブラックマトリックスにより区画されたセル領域にカラーフィルタを形成する工程を含み、前記第１ホールは、前記カラーフィルタと同時に形成されることを特徴とする。

前記第１ホール内に挿入されるカラムスペーサと前記第１ホールを通じて露出されるブラックマトリックスとの間には、共通電極及び平坦化層のうち少なくともいずれか一つを形成する工程を含むことを特徴とする。

前記第１ホール内に部分的に挿入されたカラムスペーサは、外圧が作用する場合、前記ＴＦＴアレイ基板と接触することを特徴とする。

前記ＴＦＴアレイ基板を形成する工程は、下部基板上にゲート電極、ゲートラインを備えるゲートパターンを形成する工程と、前記ゲートパターンを覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと交差するデータライン、前記ゲートライン及び前記データラインの交差領域に位置するＴＦＴを形成する工程と、前記有機保護膜を貫通するコンタクトホールを通じて前記ＴＦＴと接続される画素電極を形成する工程と、前記画素電極及び前記有機保護膜上に下部配向膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

前記ＴＦＴアレイ基板を形成する工程は、前記画素電極を横切って位置するストレージオンコモン方式のストレージキャパシタを形成する工程と、前記有機保護膜を貫通して前記ストレージキャパシタを露出させる第２ホールを形成する工程と、をさらに含み、前記第１ホール内に挿入されたカラムスペーサを除いた他のカラムスペーサは、前記第２ホールと対応する領域に位置することを特徴とする。

前記第２ホールと対応する領域に位置するカラムスペーサは、外圧が作用する場合、前記第２ホールの底部と接触することを特徴とする。

本発明による液晶表示パネル及びその製造方法は、有機保護膜が形成された液晶表示パネルにおいてデュアルスペーサの構造を採用するために、カラーフィルタアレイ基板内にホールを形成し、前記ホール内にスペーサを一部挿入させる。これにより、ホール内に挿入されたスペーサとそうでないスペーサとの段差が発生することによって、セルギャップの維持の信頼性が向上し、液晶の膨脹による不良問題を防止できる。

さらに、ストレージオンコモン方式の液晶表示パネルでは、有機保護膜を貫通するホールをさらに形成することによって、デュアルスペーサをいずれも所定のホール内に挿入させることによって、ＴＦＴアレイ基板と補助カラムスペーサとの間に最適な離隔距離を設計することができる。その結果、セルギャップの維持の信頼性がさらに向上する。

以下、添付された図面を参照して、本発明による有機電界発光表示素子について詳細に説明する。

以下、本発明の望ましい実施の形態を、図４〜図９Ｂを参照して詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態１による液晶表示パネルを示す断面図である。

図４に示した液晶表示パネルは、メインカラムスペーサ１２４及び補助カラムスペーサ１２３を挟んで互いに対向して位置するカラーフィルタアレイ基板１６０及びＴＦＴアレイ基板１７０を備える。

ＴＦＴアレイ基板１７０は、下部基板１４２上にゲート絶縁パターン１４４を挟んで交差して形成されたゲートライン１０２及びデータライン（図示せず）と、その交差部ごとに形成されたＴＦＴ１０６と、その交差構造で設けられたセル領域に形成された画素電極１１８とを備える。

ＴＦＴ１０６は、ゲートライン１０２に接続されたゲート電極１０８、データライン１０４に接続されたソース電極１１０、画素電極１１８に接続されたドレイン電極１１２、及びゲート電極１０８と重なり、ソース電極１１０とドレイン電極１１２との間にチャンネルを形成する活性層１１４を備える。活性層１１４は、データライン１０４、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２と重なるように形成され、ソース電極１１０とドレイン電極１１２との間のチャンネル部をさらに備える。活性層１１４上には、データライン１０４、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２とオミック接触のためのオミック接触層１４７がさらに形成される。ここで、活性層１１４及びオミック接触層１４７を半導体パターン１４８ともいう。

このようなＴＦＴ１０６は、ゲートライン１０２に供給されるゲート信号に応答して、データライン１０４に供給される画素電圧信号を画素電極１１８に充電して維持させる。

画素電極１１８は、保護膜１５０を貫通する第１コンタクトホール１１７を通じてＴＦＴ１０６のドレイン電極１１２と接続される。画素電極１１８は、充電された画素電圧により共通電極との電位差を発生させる。この電位差により、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタアレイ基板との間に位置する液晶が誘電異方性により回転し、光源（図示せず）から画素電極１１８を経由して入射される光を上部基板側に透過させる。

カラーフィルタアレイ基板１６０は、上部基板１６２上に形成されるカラーフィルタ１６６のセル領域を区画するブラックマトリックス１６４、ブラックマトリックス１６４により区画されるセル領域に形成されるカラーフィルタ１６６、カラーフィルタ１６６及びブラックマトリックス１６４上に形成されるメインカラムスペーサ１２４、ブラックマトリックス１６４上に形成される補助カラムスペーサ１２３、及び上部基板１６２の前面に形成される上部配向膜１５８を備える。

ブラックマトリックス１６４は、下板のＴＦＴ１０６領域とゲートライン及びデータライン領域（図示せず）とに対応して上部基板１６２上に形成され、カラーフィルタ１６６が形成されるセル領域を設ける。ブラックマトリックス１６４は、光漏れを防止すると共に外光を吸収してコントラストを高める役割を担う。カラーフィルタ１６６は、ブラックマトリックス１６４により分離されたセル領域に形成される。一方、垂直方向の電界を利用するＴＮモードの場合には、共通電極がカラーフィルタ上に形成され、水平方向の電界を利用するＩＰＳモードの場合には、共通電極がＴＦＴアレイ基板に形成される。すなわち、ＴＮモードでは、カラーフィルタとカラムスペーサとの間に共通電極がさらに形成される。

メインカラムスペーサ１２４は、ＴＦＴアレイ基板１７０と接触することによって１次的にセルギャップを維持する役割を担う。補助カラムスペーサ１２３は、平常時には、ＴＦＴアレイ基板１７０と所定距離だけ離隔されるように位置して液晶の膨脹時に発生する不良を防止する役割を担い、外圧が加えられる場合には、ＴＦＴアレイ基板１７０と接触することによってメインカラムスペーサ１２４のセルギャップの維持機能を補助する。

このために、本発明では、カラーフィルタアレイ基板１６０上に所定の第１ホール１７２が設けられ、前記第１ホール１７２上に補助カラムスペーサ１２３が一部挿入されている。これをさらに具体的に説明すれば、次の通りである。

本発明では、カラーフィルタ１６６、例えば、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１６６を形成する場合、補助カラムスペーサ１２３が挿入される第１ホール１７２が形成される。すなわち、図５に示すように、赤色（Ｒ）のカラーフィルタが形成される領域を遮断させる遮断部１８０ｂと、補助カラムスペーサ１２３及び赤色（Ｒ）のカラーフィルタが形成される領域を除いた領域を透過させる透過部１８０ａとを有するマスク１８０を利用したフォトリソグラフィ工程が実施される。これにより、赤色（Ｒ）のカラーフィルタが形成されると共に、赤色（Ｒ）のカラーフィルタと隣接した領域でブラックマトリックス１６４を露出させるホール１７２が形成される。次いで、緑色及び青色のカラーフィルタの形成のためのフォトリソグラフィ工程がそれぞれ実施されることによって、図５の下段に示したようにホール１７２を有するカラーフィルタ１６６が形成される。

次いで、ＴＮモードの場合には、共通電極が形成された後に、また、ＩＰＳモードの場合には、平坦化層が形成された後に、前記第１ホール１７２内に挿入される補助カラムスペーサ１２３が形成されると共に、カラーフィルタ１６６上に位置することによって、補助カラムスペーサ１２３より高い位置に設けられるメインカラムスペーサ１２４が形成される。

その結果、ＴＦＴアレイ基板１７０に有機保護膜１５０を採用した場合にも、メインカラムスペーサ１２４は、カラーフィルタアレイ基板１６０内で所定の段差を形成してＴＦＴアレイ基板１７０と接触され、補助カラムスペーサ１２３は、ＴＦＴアレイ基板１７０と所定間隔だけ離隔されるように位置できる。これにより、有機保護膜１５０を有する液晶表示パネルにもデュアルスペーサの構造を採用できることとなり、セルギャップの維持の信頼性を向上させ、液晶の膨脹による不良問題を防止できる。

以下、本発明における液晶表示パネルの製造方法を段階的に説明する。

まず、スパッタリングなどの蒸着方法により上部基板１６２上に不透明物質が形成された後、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりパターニングされることによって、図６Ａに示したようにブラックマトリックス１６４が形成される。ここで、ブラックマトリックス１６４の物質としてクロム（Ｃｒ）、不透明樹脂などが利用され得る。

ブラックマトリックス１６４が形成された上部基板１６２上に赤色樹脂が蒸着された後、図５に示したように透過部１８０ａ及び遮断部１８０ｂを有するマスク１８０が整列される。次いで、フォトリソグラフィ工程が実施されることによって、赤色（Ｒ）のカラーフィルタが形成されると共に、赤色（Ｒ）のカラーフィルタと隣接した領域でブラックマトリックス１６４を露出させる第１ホール１７２が形成される。

赤色（Ｒ）のカラーフィルタ及び第１ホール１７２が形成された上部基板１６２上に緑色樹脂が蒸着された後、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により緑色樹脂がパターニングされることによって、緑色（Ｇ）のカラーフィルタが形成される。

緑色（Ｇ）のカラーフィルタが形成された上部基板１６２上に青色樹脂が蒸着された後、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により青色樹脂がパターニングされることによって、青色（Ｂ）のカラーフィルタが形成されることによって、図６Ｂに示したように赤色、緑色、青色のカラーフィルタ１６６及び第１ホール１７２が形成される。

赤色、緑色、青色のカラーフィルタ１６６が形成された上部基板１６２上に、ＴＮモードの場合には、共通電極が形成され、ＩＰＳモードの場合には、平坦化層が形成される。図６Ｃには、一例として、共通電極１６３が形成された場合を示している。

次いで、スペーサ物質が形成された後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程が実施されることによって、図６Ｄに示したように、メインカラムスペーサ１２４が形成されると共に、カラーフィルタ１０６を貫通する第１ホール１７２内に部分的に挿入される補助カラムスペーサ１２３が形成される。

次いで、ポリイミドなどの配向物質が塗布された後、ラビング工程が実施されることによって、図６Ｅに示したように上部配向膜１５８が形成される。

次いで、別途の工程によりＴＦＴアレイ基板１７０が形成される。

ＴＦＴアレイ基板１７０の形成工程を、図７に示したフローチャートを参照して概略的に説明すれば、次の通りである。

まず、下部基板１４２上に、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりゲート電極１０８、ゲートラインなどのゲートパターンが形成される（ステップＳ７０１）。

ゲートパターンが形成された後、ゲート絶縁膜１４４が形成される。

ゲート絶縁膜１４４が形成された下部基板１４２上に、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、活性層１１４及びオミック接触層１４７を備える半導体パターン１４８、半導体パターン１４８上に形成されるデータライン、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２などのソース／ドレインパターン、ＴＦＴ１０６などが形成される（ステップＳ７０２）。

ＴＦＴ１０６などが形成され、有機物質が全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、ＴＦＴ１０６のドレイン電極１１２を露出させるコンタクトホール１１７を有する有機保護膜１５０が形成される（ステップＳ７０３）。

コンタクトホール１１７を通じてドレイン電極１１２と接触される画素電極１１８が形成される（ステップＳ７０４）。

次いで、画素電極１１８などを覆うように下部配向膜１５２が形成される（ステップＳ７０５）。

このように形成されたＴＦＴアレイ基板１７０と、補助カラムスペーサ１２３及びメインカラムスペーサ１２４が形成されたカラーフィルタアレイ基板１６０とが合着される。ここで、メインカラムスペーサ１２４は、ＴＦＴアレイ基板１７０と接触するが、補助カラムスペーサ１２３は接触しない。補助カラムスペーサ１２３は、外圧などが作用する場合に、ＴＦＴアレイ基板１７０と接触し、セルギャップの維持機能を補助する役割を担う。

ここで、補助カラムスペーサ１２３及びメインカラムスペーサ１２４は、ＴＦＴアレイ基板１７０のＴＦＴ１０６と重なる。

図８は、本発明の実施の形態２によるストレージオンコモン方式の液晶表示パネルの平面図であり、図９Ａは、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切り取った断面図であり、図９Ｂは、図８のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切り取った断面図である。

図８、図９Ａ及び図９Ｂに示したストレージオンコモン方式の液晶表示パネルは、メインカラムスペーサ１２４及び補助カラムスペーサ１２３を挟んでカラーフィルタアレイ基板１６０及びＴＦＴアレイ基板１７０を備える。

カラーフィルタアレイ基板１６０は、本発明の実施の形態１と類似した構造を有し、ＴＦＴアレイ基板１７０は、画像表示のための画素領域の中心を横切って形成されるストレージキャパシタ１２０を備える。

ストレージキャパシタ１２０は、下部基板１４２上に順次積層されたストレージライン１５５、ゲート絶縁膜１４４、そして半導体パターン及びソース／ドレインパターンからなるストレージ上部電極１５４で構成される。ストレージ上部電極１５４は、有機保護膜１５０を貫通する第２ホール１７４により外部に露出されて下部配向膜１５２と接触する。

このような本発明の実施の形態２による液晶表示パネルは、セルギャップの維持の信頼性及び液晶の膨脹による不良問題をさらに効果的に改善するために、補助カラムスペーサ１２３とＴＦＴアレイ基板１７０との間隔ｄ３を狭く形成する。

このために、メインカラムスペーサ１２４は、本発明の実施の形態１で提案された方法により、カラーフィルタアレイ基板１６０上に設けられた第１ホール１７２内に部分的に挿入して位置し、補助カラムスペーサ１２３は、ＴＦＴアレイ基板１７０のストレージキャパシタ１２０に設けられた第２ホール１７４と対応して位置する。

メインカラムスペーサ１２４は、約２．０〜２．３μｍ程度の深さｄ１を有する第１ホール１７２内に挿入されるように位置する。これと異なり、補助カラムスペーサ１２３は、カラーフィルタ１６６より高い約２．５〜２．８μｍ程度の深さｄ２を有するストレージキャパシタ１２０の第２ホール１７４と重なるように位置する。その結果、メインカラムスペーサ１２４は、ＴＦＴアレイ基板１７０と接触し、補助カラムスペーサ１２３は、ストレージキャパシタ１２０の第２ホール１７４内の底部とは接触しない。

このような本発明におけるメインカラムスペーサ１２４及び補助カラムスペーサ１２３の形成位置が異なることによって、補助カラムスペーサ１２３とＴＦＴアレイ基板１７０との間隔ｄ３が約０．３〜０．５μｍ程度になる。０．３〜０．５μｍ程度の間隔ｄ３は、メインカラムスペーサ１２４と補助カラムスペーサ１２３の機能を担うための最適の条件となる。結果として、ｄ１〜ｄ３は、以下の関係を有することとなる。
ｄ２−ｄ１≒ｄ３（ｄ２＞ｄ１）

このように、本発明の実施の形態２による液晶表示パネルは、メインカラムスペーサ１２４が、カラーフィルタアレイ基板１６０で部分的に挿入され、補助カラムスペーサ１２３が、ＴＦＴアレイ基板１７０上に部分的に挿入される。ここで、挿入される深さの差は、メインカラムスペーサ１２４と補助カラムスペーサ１２３の機能を担うための最適の条件であって、セルギャップの維持機能が向上すると共に、液晶の膨脹による不良問題をさらに効果的に防止できる。

本発明の実施の形態２による液晶表示パネルの製造方法は、本発明の実施の形態１と同じ方式によりカラーフィルタアレイ基板１６０を形成する。

また、別途の工程により、ストレージオンコモン方式のＴＦＴアレイ基板１７０を形成する。

ここで、ＴＦＴアレイ基板１７０は、ストレージキャパシタ１２０のストレージ上部電極１５４を露出させる第２ホール１７４を有する有機保護膜１５０を備える。このようなＴＦＴアレイ基板１７０とカラーフィルタアレイ基板１６０とを合着することによって、本発明の実施の形態２による液晶表示パネルが形成される。

従来のデュアルスペーサの構造を採用した液晶表示パネルの平面図である。 図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。 従来の有機保護膜を有する液晶表示パネルを示す図面である。 本発明の実施の形態１による液晶表示パネルを示す図面である。 図４での赤色のカラーフィルタの形成時に利用されるマスクを示す図面である。 本発明の液晶表示パネルのうち、カラーフィルタアレイ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示パネルのうち、カラーフィルタアレイ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示パネルのうち、カラーフィルタアレイ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示パネルのうち、カラーフィルタアレイ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示パネルのうち、カラーフィルタアレイ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示パネルのうち、ＴＦＴアレイ基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による液晶表示パネルの平面図である。 図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切り取った断面図である。 図８のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切り取った断面図である。

符号の説明

１０２ ゲートライン、１０４ データライン、１０６ ＴＦＴ、１１０ ソース電極、１１２ ドレイン電極、１１４ 活性層、１１７ コンタクトホール、１１８ 画素電極、１２０ ストレージキャパシタ、１２３ 補助カラムスペーサ、１２４ メインカラムスペーサ、１４４ ゲート絶縁膜、１５０ 保護膜、１６３ 共通電極、１６４ ブラックマトリックス、１６６ カラーフィルタ、１６０ カラーフィルタアレイ基板、１７０ ＴＦＴアレイ基板、１７２ 第１ホール、１７４ 第２ホール。

Claims (15)

1. 第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサのうちいずれか一つが第１ホール内に部分的に挿入されたカラーフィルタアレイ基板と、
   前記カラーフィルタアレイ基板と対向し、前記第１カラムスペーサ及び前記第２カラムスペーサのうちいずれか一つと接触すると共に有機保護膜により保護される薄膜トランジスタアレイ基板と
   を備えることを特徴とする液晶表示パネル。
2. 前記カラーフィルタアレイ基板は、
   上部基板上にセル領域を区画するためのブラックマトリックスと、
   前記ブラックマトリックスにより区画されたセル領域に形成されるカラーフィルタと
   を備え、
   前記第１ホールは、前記カラーフィルタを貫通して前記ブラックマトリックスを露出させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
3. 前記第１ホールは、前記カラーフィルタのうち赤色を表示するカラーフィルタを貫通して前記ブラックマトリックスを露出させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
4. 前記第１ホール内に挿入されるカラムスペーサと前記第１ホールを通じて露出されるブラックマトリックスとの間には、共通電極及び平坦化層のうち少なくともいずれか一つが位置することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示パネル。
5. 前記第１ホール内に部分的に挿入されたカラムスペーサは、外圧が作用する場合に、前記薄膜トランジスタアレイ基板と接触することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
6. 前記薄膜トランジスタアレイ基板は、
   下部基板上でゲート絶縁膜を挟んで互いに交差して形成されるゲートライン及びデータラインと、
   前記ゲートライン及び前記データラインの交差領域に形成される薄膜トランジスタと、
   前記有機保護膜を貫通するコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタと接続される画素電極と、
   前記画素電極及び前記有機保護膜上に形成された下部配向膜と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
7. 前記薄膜トランジスタアレイ基板は、前記画素電極を横切って位置するストレージオンコモン方式のストレージキャパシタをさらに備え、
   前記有機保護膜は、前記ストレージキャパシタを露出させる第２ホールをさらに備え、
   前記第１ホール内に挿入されたカラムスペーサを除いた他のカラムスペーサは、前記第２ホールと対応する領域に位置する
   ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示パネル。
8. 前記第２ホールと対応する領域に位置するカラムスペーサは、外圧が作用する場合に、前記第２ホールの底部と接触することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネル。
9. 第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサのうちいずれか一つが第１ホール内に部分的に挿入されたカラーフィルタアレイ基板を形成する工程と、
   前記カラーフィルタアレイ基板と合着され、前記第１カラムスペーサ及び前記第２カラムスペーサのうちいずれか一つと接触すると共に有機保護膜により保護される薄膜トランジスタアレイ基板を形成する工程と
   を含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
10. 前記カラーフィルタアレイ基板を形成する工程は、
    上部基板上にセル領域を区画するためのブラックマトリックスを形成する工程と、
    前記ブラックマトリックスにより区画されたセル領域にカラーフィルタを形成する工程と
    を含み、
    前記第１ホールは、前記カラーフィルタと同時に形成される
    ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示パネルの製造方法。
11. 前記第１ホール内に挿入されるカラムスペーサと前記第１ホールを通じて露出されるブラックマトリックスとの間には、共通電極及び平坦化層のうち少なくともいずれか一つを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示パネルの製造方法。
12. 前記第１ホール内に部分的に挿入されたカラムスペーサは、外圧が作用する場合に、前記薄膜トランジスタアレイ基板と接触することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示パネルの製造方法。
13. 前記薄膜トランジスタアレイ基板を形成する工程は、
    下部基板上にゲート電極、ゲートラインを備えるゲートパターンを形成する工程と、
    前記ゲートパターンを覆うようにゲート絶縁膜を形成する工程と、
    前記ゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと交差するデータライン、前記ゲートライン及び前記データラインの交差領域に位置する薄膜トランジスタを形成する工程と、
    前記有機保護膜を貫通するコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタと接続される画素電極を形成する工程と、
    前記画素電極及び前記有機保護膜上に下部配向膜を形成する工程と
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示パネルの製造方法。
14. 前記薄膜トランジスタアレイ基板を形成する工程は、
    前記画素電極を横切って位置するストレージオンコモン方式のストレージキャパシタを形成する工程と、
    前記有機保護膜を貫通して前記ストレージキャパシタを露出させる第２ホールを形成する工程と
    をさらに含み、
    前記第１ホール内に挿入されたカラムスペーサを除いた他のカラムスペーサは、前記第２ホールと対応する領域に位置する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示パネルの製造方法。
15. 前記第２ホールと対応する領域に位置するカラムスペーサは、外圧が作用する場合に、前記第２ホールの底部と接触することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示パネルの製造方法。
    

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