JP2007011357A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】突起の断面を閉ループ状に形成し、これに対応するカラムスペーサーの支持力を増大することで、表示不良を改善できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】互いに対向する第１基板１００及び第２基板２００と、第１基板１００上で互いに交差して画素領域を定義するゲートライン１０１及びデータライン１０２と、ゲートライン１０１とデータライン１０２との交差部に形成された薄膜トランジスタと、ゲートライン１０１の所定部位に対応して第２基板２００上に形成されたカラムスペーサー２１０と、カラムスペーサー２１０の所定部位に対応する第１基板１００上に形成され、閉ループ状の水平断面を有する突起１１０と、第１基板１００と第２基板２００との間に充填された液晶層とを含んで液晶表示装置を構成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶表示装置に関するもので、詳しくは、突起の断面を閉ループ状に形成し、これに対応するカラムスペーサーの支持力を増大することで、表示不良を改善できる液晶表示装置に関するものである。

最近、情報化社会が発展するにつれて、表示装置に対する要求も多様な形態で漸増している。さらに、このような要求に応じて、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの多様な平板表示装置が研究されつつあり、その一部は、既に多様な装備に表示装置として活用されている。

上記の平板表示装置のうち、現在、優れた画質、軽量、薄型、低消費電力などの特徴及び長所により、移動型画像表示装置の用途として、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の代わりにＬＣＤが最も多く用いられており、ＬＣＤは、ノートブックコンピュータのモニターなどの移動型の用途以外に、放送信号を受信してディスプレイするテレビ及びコンピュータのモニターなどの用途にも開発されている。

上記の液晶表示装置は、一般的な画面表示装置として多様な装置に用いられるために、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を維持しながら、高精細度、高輝度、大面積などの高品位画像を実現しなければならない。

一般的な液晶表示装置は、所定の空間を有して合着された第１基板及び第２基板と、これら第１基板と第２基板との間に注入された液晶層と、から構成される。

より具体的に説明すると、第１基板には、画素領域を定義するために所定の間隔を有して一方向に配列される複数個のゲートラインと、このゲートラインに垂直な方向に所定の間隔を有して配列される複数個のデータラインと、が含まれる。また、各画素領域には画素電極が形成され、ゲートラインとデータラインとの交差部分には、ゲートラインに印加される信号によってデータラインのデータ信号を各画素電極に印加するための薄膜トランジスタが形成される。

また、第２基板には、画素領域を除いた部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層が形成され、各画素領域に対応する部分には、色相を表現するためのＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ層が形成され、このカラーフィルタ層上には、画像を実現するための共通電極が形成される。

上記のような液晶表示装置においては、画素電極と共通電極との間の電界によって第１及び第２基板の間に形成された液晶層の液晶が配向されるが、この液晶層の配向程度によって液晶層を透過する光量を調節することで画像を表現できる。

かかる液晶表示装置をＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置という。しかし、このＴＮモード液晶表示装置には、視野角が狭いという短所があり、それを克服するために横電界（ＩＰＳ；Ｉｎ-Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置が開発された。

横電界（ＩＰＳ）モード液晶表示装置においては、第１基板の画素領域に画素電極及び共通電極が所定距離だけ離隔して平行に形成されることで、画素電極と共通電極との間に横電界（水平電界）が発生し、この横電界によって液晶層が配向される。

また、上記のような液晶表示装置の第１及び第２基板の間には、液晶層が形成されており、この液晶層を形成するのに要求される所定間隔を維持するスペーサーが形成される。

このスペーサーは、その形状にしたがってボールスペーサー及びカラムスペーサーに分けられる。

ボールスペーサーは、球状であり、第１及び第２基板上に分散される。また、ボールスペーサーは、第１及び第２基板の合着後にも動きが比較的自由であり、第１及び第２基板との接触面積が小さい。

一方、カラムスペーサーは、第１基板または第２基板上のアレイ工程で形成されるもので、所定の基板上に所定高さを有する柱状に固定形成される。したがって、第１及び２基板との接触面積は、ボールスペーサーに比べて相対的に大きい。

以下、従来のカラムスペーサーを備えた液晶表示装置に対し、図面に基づいて説明する。

図１は、カラムスペーサーを含む液晶表示装置を示した断面図である。

図１に示すように、カラムスペーサーを含む液晶表示装置は、互いに対向する第１基板３０及び第２基板４０と、第１及び第２基板３０，４０の間に形成されたカラムスペーサー２０と、第１及び第２基板３０，４０の間に充填された液晶層（図示せず）と、を含んで構成される。

第１基板３０上には、画素領域を定義するためにゲートライン３１とデータライン（図示せず）とが互いに垂直に交差して配列され、ゲートライン３１とデータラインとの交差部分に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、各画素領域に画素電極（図示せず）が形成される。

第２基板４０上には、画素領域を除いた領域に対応するブラックマトリックス層４１が形成され、データラインに平行な縦線上の各画素領域に対応するストライプ状のカラーフィルタ層４２が形成され、その全面に共通電極またはオーバーコート層４３が形成される。

ここで、カラムスペーサー２０は、ゲートライン３１上部の所定位置に対応して形成される。

また、第１基板３０上には、ゲートライン３１を含む基板全面にゲート絶縁膜３６が形成され、ゲート絶縁膜３６上に保護膜３７が形成される。

図２Ａ及び図２Ｂは、カラムスペーサーを含む液晶表示装置のタッチ不良を示した平面図及び断面図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、従来のカラムスペーサーを含む液晶表示装置においては、液晶パネル１０の表面を手やその他の物を用いて所定方向にタッチしていくと、このタッチ部位に斑が発生する。このようにタッチ時に発生した斑をタッチ斑といい、画面で斑が観察されるためタッチ不良ともいう。

このタッチ不良は、ボールスペーサーの構造に比べてカラムスペーサー２０と対向する第１基板１との間の接触面積が大きいことから、摩擦力が大きくなって発生するものと把握される。すなわち、ボールスペーサーに比べると、円柱状に形成されるカラムスペーサー２０は、図２Ｂに示すように、第１基板１との接触面積が大きいため、タッチによって第１または第２基板１，２がシフトされた後、元の状態に復元するのに長い時間がかかり、元の状態に復元する前まで斑が残存するようになる。

図３は、重力不良が発生した液晶表示装置を示した断面図である。

図３に示すように、互いに対向した第１及び第２基板１，２の間に液晶３が充填され、第１及び第２基板１、２の間の所定部位にカラムスペーサー２０が形成される液晶表示装置は、立てられた状態で高温環境に置かれると、液晶の熱膨張が発生する。ひいては、カラムスペーサー２０の高さによってセルギャップが拡大される場合、液晶３が下端部に流れることで、液晶表示装置の下端部が膨らんで見える重力不良が観察される。

以上説明したように、従来のカラムスペーサーを含む液晶表示装置においては、カラムスペーサーと対向基板との間の接触面積が大きいことから、摩擦力が大きくなり、タッチ時に基板がシフトされると、元の状態に復元するのに長い時間がかかり、復元時間の間にタッチ不良が観察されるという問題があった。

また、カラムスペーサーを含む液晶パネルが立てられた状態で、高温環境に置かれると、液晶の熱膨張が発生する。ひいては、カラムスペーサーの高さより厚くセルギャップが拡大され、液晶パネルの下側に液晶が流れることで、液晶パネルの下端部が膨らんで視覚的に不透明に見えるという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、突起の断面を閉ループ状に形成し、これに対応するカラムスペーサーの支持力を増大することで、表示不良を改善できる液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板上で互いに交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、前記１基板上の前記画素領域に隣接して形成された薄膜トランジスタと、前記第２基板上に形成されたカラムスペーサーと、前記第１基板上に、前記カラムスペーサーに対応して、上面が露出された中空部及び該中空部を取り囲む側壁を含んで形成された突起と、前記第１基板と第２基板との間に充填された液晶層と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記カラムスペーサーは、前記突起の上面と接触することを特徴とする。

前記突起は、前記突起の上面に、前記突起及び前記側壁の上面を覆う保護膜を含み、前記カラムスペーサーは、前記保護膜と接触することを特徴とする。

前記カラムスペーサーの所定部分は、前記突起の溝部に入ることを特徴とする。

前記カラムスペーサーは、前記突起の上面との対向面を有し、前記カラムスペーサーの対向面は、前記突起の上面の外郭によって取り囲まれた領域より大きいことを特徴とする。

前記薄膜トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、前記ゲート電極の上部に形成された半導体層と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記突起の側壁は、単一構造であることを特徴とする。

前記単一構造は、前記半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一物質からなることを特徴とする。

前記単一構造は、半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一層に形成されることを特徴とする。

前記突起の側壁は、積層構造を含み、前記積層構造は、基底層及び前記基底層上に積層された上部層からなり、前記基底層は、前記上部層に比べて広いことを特徴とする。

前記基底層及び前記上部層は、異なる物質からなることを特徴とする。

前記基底層は、半導体層と同一物質であり、前記上部層は、ソース電極またはドレイン電極と同一物質からなることを特徴とする。

前記基底層は、前記半導体層と同一層に位置し、前記上部層は、ソース電極またはドレイン電極と同一の物質層に位置することを特徴とする。

前記突起の上面の中空は、円状または多角形状であることを特徴とする。

前記突起は、第１基板上に形成されるゲートライン、データラインまたは共通ライン上に位置することを特徴とする。

本発明による液晶表示装置においては、閉ループ状の水平断面がカラムスペーサーと接触し、合着状態で閉ループの内部に対応するカラムスペーサー及びその下部層の部位に応力が集中することで、その分だけの重力マージンを確保し、高温で液晶が膨脹するとき、所定水準までは該当部位のカラムスペーサーによって対向基板を安定的に支持できる。したがって、閉ループ状に対応するカラムスペーサーの弾性復原力を確保して重力不良を改善できるという効果がある。

また、カラムスペーサーの上部面に比べて、より小さい面積を有する閉ループ状の水平断面の突起とカラムスペーサーとが接しており、一方の基板がタッチされたときでも、対向基板の間の摩擦力が減少して元の状態への復元が容易になり、タッチ不良を改善できるという効果がある。

以下、本発明による液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

図４は、本発明による液晶表示装置の突起構造を示した断面図で、図５は、図４の液晶表示装置において、合着時の突起によるカラムスペーサーの形状変化を説明するための断面図である。

図４に示すように、突起構造を含む本発明による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板６０及び第２基板７０と、第１基板６０上の所定部位に形成されたカラムスペーサー８０と、カラムスペーサー８０に比べて相対的に小さい体積を有し、カラムスペーサー８０と部分的に接触するように第２基板７０上に形成された突起８５と、第１及び第２基板６０，７０の間に充填された液晶層（図示せず）と、を含んで構成される。

上記のように液晶表示装置に突起８５が含まれる場合、第１基板６０または第２基板７０の表面をタッチ（一方向に擦る動作）するとき、第１基板６０または第２基板７０が対向基板に対してシフトされると、カラムスペーサー８０と突起８５との接触面積が、カラムスペーサー８０の上部面（但し、カラムスペーサー８０が形成される第１基板６０を基準にしており、この場合、第１基板６０の表面に接するカラムスペーサー８０の一面を下部面という。）に比べて相対的に小さい突起８５の上部面積となり、摩擦面積の減少によって、カラムスペーサー８０と対向基板である第２基板７０とに生じる摩擦力が減少することになる。したがって、前述したタッチによって一方向に第１基板６０または第２基板７０がシフトされるとき、元の状態に容易に復元することができる。

図５に示すように、第１基板６０上には、ブラックマトリックス層６１、カラーフィルタ層６２及びオーバーコート層６３からなるカラーフィルタアレイが形成され、オーバーコート層６３の所定部位には、カラムスペーサー８０が形成される。

また、第２基板７０上には、互いに交差して画素領域を定義するゲートライン７１及びデータライン（図示せず）と、ゲートライン７１を含む第２基板７０の全面に形成されたゲート絶縁膜７２と、ゲートライン７１上に、カラムスペーサーの所定部分に対応して形成される突起８５と、が含まれる。また、図示してはいないが、画素領域には画素電極が形成され、ゲートライン７１とデータラインとの交差部には薄膜トランジスタが形成され、データラインと画素電極との層間には保護膜がさらに形成される。

以下、上記のような突起８５を含む構造において、第１及び第２基板６０，７０を互いに合着するとき、突起８５に対応するカラムスペーサー８０の形状変化を説明する。矢印で表示したように、カラムスペーサー８０は、突起８５に対応する部位のみに力が集中されることで、カラムスペーサー８０を含む下部層であるオーバーコート層６３、カラーフィルタ層６２及びブラックマトリックス層６１が共に押される。このように、単一または複数個の層が押された場合、液晶パネルが高温の環境に置かれ、液晶の熱膨脹によってセルギャップが拡大されると、カラムスペーサー８０及びその下部層が、押された程度に応じて元の状態に再び復元して第１及び第２基板７０，６０の間を支持するため、突起のない構造に比べると、液晶が下側に流れて発生する重力不良を改善できる。

しかしながら、上記のような形状のカラムスペーサーに比べて、単純に体積及び表面積の小さい突起を用いる場合、突起によってカラムスペーサー及び下部層が押されるとき、押されないカラムスペーサー及びその下部層は、点線で示した矢印方向に押し出されるようになる。このように、突起に隣接した部位のカラムスペーサー及びその下部層は、押し出された後、第２基板７０と接触せずに、第２基板７０と所定間隔だけ離隔された状態を継続して維持するので、形状が変化した後に元の状態に復元できなくなるという問題がある。

以下、突起構造の効果として挙げられる重力不良改善及びタッチ不良改善を満足するとともに、上述した突起構造におけるカラムスペーサー及びその下部層の塑性による変形問題を解決した液晶表示装置を図面に基づいて説明する。

図６Ａは、本発明による液晶表示装置において、ゲートラインに対応して形成されるカラムスペーサー及び突起を示した平面図で、図６Ｂは、図６Ａの突起を立体的に示した斜視図である。

図６Ａに示すように、本発明による液晶表示装置は、ゲートライン１０１上に対応して第２基板上に形成されるカラムスペーサー２１０と、カラムスペーサー２１０に対向する部位に、水平断面が閉ループ状に形成された突起１１０と、を含んで構成される。この突起１１０は、図６Ｂに示すように、内径ａが外径ｂより小さい中空円柱状に形成される。このように、突起１１０は中心部に空洞（溝部）を有している。

すなわち、本発明による液晶表示装置に用いられる突起１１０は、その断面が中空閉ループ状に形成され、カラムスペーサー２１０と対向するとき、閉ループ状の上部面が接触するようになる。

この場合、突起１１０は、互いに対向するカラムスペーサー２１０の上部面（但し、カラムスペーサー２１０が形成される第２基板と対向する面を下部面という。）より小さい上部面及び閉ループ状の上部面を有するという条件下で、図示したように、その形状を円状の閉ループ、あるいは、四角形状、三角形状などの多角形状の閉ループに多様に変更できる。また、カラムスペーサー２１０は、図示したように、その上部面が四角形状に限定されることなく、円状または三角形状などの多角形状に多様に変更できる。

以下、突起を形状別に区分し、本発明の各実施形態の液晶表示装置について説明する。

図７は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置において、図６Ａのカラムスペーサー及び突起を通過するII〜II’線断面図で、図９は、本発明による液晶表示装置を示した平面図である。

図７に示すように、第１実施形態の液晶表示装置において、突起１１０は、半導体層またはソース／ドレイン電極層の単一層からなる構造を有する。

第１実施形態の液晶表示装置は、図７及び図９に示すように、互いに対向して配置される第１基板１００及び第２基板２００と、第１基板１００上に閉ループ状に形成された突起１１０と、突起１１０に対応して第２基板２００上に形成されるカラムスペーサー２１０と、を含んで構成される。

より詳細に説明すると、第１基板１００上には、ゲート電極１０１ａを含んで一方向に形成されたゲートライン１０１と、ゲートライン１０１を含む第１基板１００の全面に形成されたゲート絶縁膜１０５と、ゲート絶縁膜１０５上にゲート電極１０１ａを覆う島状に形成された半導体層１０４と、ソース電極１０２ａが突出され、ゲートライン１０１と垂直な第２方向にゲート絶縁膜１０５上に形成されたデータライン１０２と、データライン１０２を含む第１基板１００の全面に形成された保護膜１０６と、保護膜１０６上部の画素領域に交互に形成される画素電極１０３及び共通電極１０７ａと、を含んで構成される。このとき、共通電極１０７ａは、ゲートライン１０１に隣接してゲートライン１０１に平行な共通ライン１０７から延長形成される。

ここで、薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲートライン１０１から突出形成されたゲート電極１０１ａと、データライン１０２の所定部位に’Ｕ’字状に突出されたソース電極１０２ａと、ソース電極１０２ａと離隔され、ソース電極１０２ａの’Ｕ’字状パターンの内部に一部挿入されるドレイン電極１０２ｂと、ゲート電極１０１ａの上部に、ソース／ドレイン電極１０２ａ，１０２ｂの下側部に一部接して形成された半導体層１０４と、を含んで構成される。ここで、半導体層１０４は、下部には非晶質シリコン層が、上部には不純物層が積層されてなり、ソース電極１０２ａとドレイン電極１０２ｂとの間の領域に対応する部位においては、不純物層が除去されている。

また、第１実施形態の液晶表示装置は、ゲートライン１０１上の所定部位に閉ループ状の水平断面を有する突起１１０を含んで構成される。この場合、突起１１０は、半導体層パターンまたはソース／ドレイン電極層の各単一層によって形成される。ここで、半導体層パターンは、薄膜トランジスタＴＦＴをなす半導体層１０４をパターニングする工程で同一の半導体層物質（非晶質シリコン層と不純物層との積層体）によって形成され、ソース／ドレイン電極層は、データライン１０２及びソース／ドレイン電極１０２ａ，１０２ｂをパターニングするとき、同一の金属をパターニングして共に形成される。このように、突起１１０は、半導体層パターンまたはソース／ドレイン電極層からなるので、ゲート絶縁膜１０５の上部に形成され、保護膜１０６の下部に位置するようになる。

第２基板２００上には、画素領域を除いた領域（ゲートライン及びデータラインの対応部位）及び薄膜トランジスタの形成部位を覆うブラックマトリックス層２０１が形成され、ブラックマトリックス層２０１を含む第２基板２００の上部には、少なくとも各画素領域に対応するカラーフィルタ層２０２が形成され、ブラックマトリックス層２０１及びカラーフィルタ層２０２を含む第２基板２００の全面には、オーバーコート層２０３が形成される。また、カラムスペーサー２１０は、ゲートライン１０１上の突起１１０の上部に対応し、オーバーコート層２０３の上部に形成される。

尚、図９に示したように、保護膜１０６にドレイン電極１０２ｂの所定部位を露出するコンタクトホール１０８が形成されており、コンタクトホール１０８では、ドレイン電極１０２ｂと画素電極１０３とが電気的に接続される。

図６Ａのカラムスペーサー２１０及び突起１１０をII〜II’方向に横切る線上では、図７に示すように、閉ループ状の突起１１０の両側部が互いに離隔されて観察される。このとき、閉ループ状の突起１１０は、閉ループ状に対応する部位がカラムスペーサー２１０と接触し、突起１１０の内部に対応するカラムスペーサー２１０及びその下部層の部位において、突起１１０にカラムスペーサー２１０が接触したとき、点線状の円及び点線矢印で表示したように、応力の集中部位が発生する。すなわち、突起１１０とカラムスペーサー２１０との接触部位の周辺において、カラムスペーサー２１０及びその下部層が突起１１０の周辺に押されるとき、閉ループ状の突起１１０内では、両側の隣接した閉ループの突起１１０から二重の力を受けるため、応力が集中するようになる。したがって、高温で液晶が膨脹するとき、応力の集中部位では弾性復原力が確保されるので、カラムスペーサー２１０は、所定水準までは第１及び第２基板１００，２００のセルギャップを安定的に支持できる。すなわち、高温で液晶が膨脹するとき、カラムスペーサー２１０は、矢印方向に支持力を確保できる。したがって、第１実施形態の液晶表示装置においては、単純に突起及びカラムスペーサーを含む液晶表示装置に比べて重力マージンが増加する。

上述した第１実施形態の構造では、図７に示すように、突起１１０とカラムスペーサー２１０とが小さな面積で接触するので、合着時の相互間における接触面積が小さく、第１及び第２基板１００，２００の表面がタッチされたときに一つの基板がシフトされた場合でも、摩擦力が小さいため元の状態への回復が容易になり、タッチ不良が防止される。

図８は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置において、図６Ａのカラムスペーサー２１０及び突起１１０を通過するII〜II’線断面図である。

図８に示したように、第２実施形態の液晶表示装置において、突起１１０は、下部には半導体層パターン１１０ａが、上部にはソース／ドレイン電極層１１０ｂが積層されてなる。すなわち、単一層の構造を有する第１実施形態に比べて、２つの層が積層する構造となっており、突起１１０がカラムスペーサー２１０を押す力の程度は、第１実施形態に比べて大きいと予想される。よって、突起１１０の内部に対応するカラムスペーサー２１０及びその下部層に集中する応力が一層大きくなり、第１実施形態に比べると、点線で表示した領域の応力が大きくなることと予想されるので、弾性復原力も大きくなって重力マージンが相対的に増加する。

また、上記第１実施形態で説明したと同様に、小さな面積でカラムスペーサー２１０と突起１１０とが接触しており、一つの基板をタッチしてシフトした後、元の状態への復元が容易になり、タッチ不良が防止される。

以上の実施形態では、ゲートライン上に閉ループ状の断面を有する突起が形成されることを説明したが、場合によっては、データライン上に半導体層またはゲートラインなどの金属層からなる閉ループ状の突起が形成されることもある。

上述したように、本発明によるカラムスペーサー及び突起は、ＩＰＳモードに適用されたが、同一構造のカラムスペーサー及び閉ループ状の突起をＴＮモードに適用することもできる。

カラムスペーサーを含む液晶表示装置を示した断面図である。 カラムスペーサーを含む液晶表示装置のタッチ不良を説明するための平面図である。 カラムスペーサーを含む液晶表示装置のタッチ不良を説明するための断面図である。 重力不良が発生した液晶表示装置を示した断面図である。 本発明による液晶表示装置の突起構造を示した断面図である。 図４の液晶表示装置における合着時の突起に対応するカラムスペーサーの形状変化を説明するための断面図である。 本発明による液晶表示装置におけるゲートラインに対応して形成されたカラムスペーサー及び突起を示した平面図である。 図６Ａの突起を立体的に示した斜視図である。 本発明の第１実施形態の液晶表示装置において、図６Ａのカラムスペーサー及び突起を通過する線II〜II’に沿って切断した断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置において、図６Ａのカラムスペーサー及び突起を通過する線II〜II’に沿って切断した断面図である。 本発明による液晶表示装置を示した平面図である。

符号の説明

１００ 第１基板
１０１ ゲートライン
１０１ａ ゲート電極
１０２ データライン
１０２ａ ソース電極
１０２ｂ ドレイン電極
１０３ 画素電極
１０４ 半導体層
１０５ ゲート絶縁膜
１０７ 共通ライン
１０７ａ 共通電極
１０８ コンタクトホール
１１０ 突起
２００ 第２基板
２０１ ブラックマトリックス層
２０２ カラーフィルタ層
２０３ オーバーコート層
２１０ カラムスペーサー

Claims (30)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板上で互いに交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインと、
   前記１基板上の前記画素領域に隣接して形成された薄膜トランジスタと、
   前記第２基板上に形成されたカラムスペーサーと、
   前記第１基板上に、前記カラムスペーサーに対応して、上面が露出された中空部及び該中空部を取り囲む側壁を含んで形成された突起と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に充填された液晶層と、を含んで構成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記カラムスペーサーは、前記突起の上面と接触することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記突起は、前記突起の上面に、前記突起及び前記側壁の上面を覆う保護膜を含み、前記カラムスペーサーは、前記保護膜と接触することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記カラムスペーサーの所定部分は、前記突起の溝部に入ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記カラムスペーサーは、前記突起の上面との対向面を有し、前記カラムスペーサーの対向面は、前記突起の上面の外郭によって取り囲まれた領域より大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記薄膜トランジスタは、
   ゲート電極と、
   ソース電極と、
   ドレイン電極と、
   前記ゲート電極の上部に形成された半導体層と、を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記突起の側壁は、単一構造であることを特徴とする請求項３６に記載の液晶表示装置。
8. 前記単一構造は、前記半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一物質からなることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記単一構造は、半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一層に形成されることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
10. 前記突起の側壁は、積層構造を含み、前記積層構造は、基底層及び前記基底層上に積層された上部層からなり、前記基底層は、前記上部層に比べて広いことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
11. 前記基底層及び前記上部層は、異なる物質からなることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記基底層は、半導体層と同一物質であり、前記上部層は、ソース電極またはドレイン電極と同一物質からなることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
13. 前記基底層は、前記半導体層と同一層に位置し、前記上部層は、ソース電極またはドレイン電極と同一の物質層に位置することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
14. 前記突起の上面の中空は、円状または多角形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
15. 前記突起は、第１基板上に形成されるゲートライン、データラインまたは共通ライン上に位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
16. 第１基板及び第２基板を提供する段階と、
    前記第１基板上で互いに交差して画素領域を定義するゲートライン及びデータラインを形成する段階と、
    前記第１基板上の前記画素領域に隣接して薄膜トランジスタを形成する段階と、
    前記第２基板上にカラムスペーサーを形成する段階と、
    前記第１基板上に、中空部を取り囲む側壁を形成するとともに、前記中空部の上面を露出させることで、前記カラムスペーサーに対応する突起を形成する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を形成する段階と、
    前記第１及び第２基板を互いに合着する段階と、を含んで構成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
17. 前記合着する段階は、前記カラムスペーサーが前記突起の上面と接触する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 前記突起は、前記突起の上面に、前記突起及び前記側壁の上面を覆う保護膜を含み、前記カラムスペーサーは、前記保護膜と接触することを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置の製造方法。
19. 前記合着段階は、前記カラムスペーサーの所定部分が前記突起の溝部に入るように押すことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
20. 前記カラムスペーサーを形成する段階は、前記カラムスペーサーが、前記突起の上面の外郭によって取り囲まれた領域より大きい対向面を有するように形成することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
21. 前記薄膜トランジスタを形成する段階は、
    ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び前記ゲート電極の上部に半導体層を形成する段階を含んで構成されることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
22. 前記突起の側壁は、単一構造で形成することを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
23. 前記単一構造は、前記半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一物質を用いて形成することを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
24. 前記単一構造は、前記半導体層、ソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一つと同一層に形成することを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置の製造方法。
25. 前記突起の側壁は、基底層を形成し、前記基底層上に積層された上部層を形成する段階を含んで構成され、前記基底層は、上部層に比べて広いことを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
26. 前記基底層及び前記上部層は、異なる物質からなることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の製造方法。
27. 前記基底層を形成する段階は、前記基底層を前記半導体層と同一物質で形成する段階を含み、前記上部層を形成する段階は、前記ソース電極またはドレイン電極と同一物質で形成する段階を含んで構成されることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の製造方法。
28. 前記基底層を形成する段階は、前記基底層を前記半導体層と同一層に形成する段階を含み、前記上部層を形成する段階は、前記ソース電極またはドレイン電極と同一物質層に形成する段階を含んで構成されることを特徴とする請求項２５に記載の液晶表示装置の製造方法。
29. 前記突起を形成する段階は、前記突起の上面の中空が円状または多角形状を有するように露出させる段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
30. 前記突起を形成する段階は、前記突起を、前記第１基板上に形成されるゲートライン、データラインまたは共通ライン上に形成する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
    

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