JP2010152314A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隔壁によって区画された画素内部に複数の透明な突起部材を形成することにより、インクジェット法で滴下したカラーフィルタのインクの移動を調節して、画素表面を全体的に平坦化する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、基板と、基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、基板上の隔壁によって区画された画素内に隔壁と同一の材料で形成され平面形状が線状である複数の突起部材と、隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

現在、多様な種類の平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が開発されて使用されている。その中でも、液晶表示装置は最も多様な用途に幅広く使用される平板表示装置である。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、現在、最も幅広く使用されている表示装置であって、電極が形成されている２枚の基板と、その間に挿入されている液晶層とで構成され、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節することにより画像を表示する。

この液晶表示装置は、液晶層を透過した光を利用して色を表わすカラーフィルタを含む。このカラーフィルタは、通常、共通電極が形成される基板に形成される。

通常、このようなカラーフィルタは、赤色、緑色、青色を含んでおり、２つの基板を結合する際に、各画素に対応する色が対向するように、精度よく整列する必要がある。しかし、２つの基板の整列誤差を考慮すると、画素間の遮光部材を広く形成しなければならなくなり、遮光部材の幅を大きくした分だけ開口部が狭くなり、そのため開口率が減少するという問題点がある。

このような問題点を補完するために、インクジェット法を利用してカラーフィルタを形成する技術が提案されている。カラーフィルタをインクジェット法によって形成する場合には、露光器を使用しないため、製造工程が単純化するという利点がある。

しかし、インクジェット法は液状のインクを用いることから、液体の特性上、一画素のカラーフィルタにおいて周縁と中心部での厚さが異なり、画素の表面が平坦でなくなるという問題がある。したがって、カラーフィルタにおいて、画素の周縁部分で光漏れが発生し、これによりカラーフィルタの画素の周縁における色と中心部における色が異なって色再現性が低くなるという問題点がある。

有機膜または蓋膜をカラーフィルタの上に形成して画素表面を平坦化することができるが、画素内のカラーフィルタの高さ差による光漏れは防止できない。

そこで、本発明の目的は、画素内のカラーフィルタの表面を平坦化し、色再現性を向上させた液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、基板と、前記基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、前記基板上の前記隔壁によって区画された画素内に前記隔壁と同一の材料で形成され平面形状が線状である複数の突起部材と、前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタとを含むことが好ましい。

前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されないことが好ましい。

前記画素は対向する２対の辺を有する長方形状で構成され、前記突起部材は、前記画素の１対の対向する辺に沿って形成される第１突起部、前記第１突起部と対向する第２突起部、前記画素の他の１対の対向する辺に沿って形成される第３突起部、及び前記第３突起部と対向する第４突起部を含み、前記第１突起部及び第２突起部の長さ方向両端部は、各々第３突起部及び第４突起部の長さ方向両端部と連結されないことが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々直線形状であることが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、共に角部のない長方形状をなすことが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々外部に膨らんだ円弧状であることが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、共に楕円状をなし、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置は連結されないことが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々内部に窪んだ円弧状であることが好ましい。

前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部の各々は、複数の突起で形成され、突起の長さは互いに異なることが好ましい。

前記突起の長さは、画素の周縁に位置する突起であるほど長くなることが好ましい。

前記突起の高さは、前記隔壁の高さの半分より低いことが好ましい。

前記突起の線幅は、前記隔壁の線幅より小さいことが好ましい。

前記突起部材は、透明有機膜物質で形成されることが好ましい。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成される基板と、前記基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、前記基板上の前記隔壁によって区画された画素内に前記隔壁と同一の材料で形成される複数の突起部材と、前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタとを含み、前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されないことが好ましい。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、下部基板と、前記下部基板上に第１方向に延びるゲート線と、前記下部基板上に形成され、前記ゲート線と絶縁して交差し、第２方向に延びるデータ線と、制御端子、入力端子、及び出力端子を有し、前記ゲート線と前記データ線に各々前記制御端子と前記入力端子が接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に形成される画素電極とを含む薄膜トランジスタ表示板、前記薄膜トランジスタ基板と対向する上部基板と、前記ゲート線及びデータ線と同一のパターンで前記上部基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、前記上部基板上の前記隔壁によって区画された画素内に形成される複数の突起部材と、前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に形成される共通電極とを含むカラーフィルタ表示板、並びに前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ表示板との間に挟持されている液晶層を含み、前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されないことが好ましい。

本発明の一実施例によれば、隔壁によって区画された画素内部に複数の透明な突起部材を形成することにより、インクジェット法で滴下したカラーフィルタのインクの移動を調節して、画素表面を全体的に平坦化することができる。

これにより、画素内の中心部と周縁部間のカラーフィルタの高さ差による光漏れを防止して色再現性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。 図１のII-II線に沿った断面図である。 図１の液晶表示装置にインクジェット法でカラーフィルタのインクを滴下する場合、カラーフィルタのインクが広がっていく状態を示した図面である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図７の薄膜トランジスタ表示板に対向するカラーフィルタ表示板の配置図である。 図７の薄膜トランジスタ表示板と図８のカラーフィルタ表示板とを結合して完成した液晶表示装置の配置図である。 図９のX-X線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図１１のXII-XII線に沿った断面図である。 図１１のXIII-XIII線に沿った断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について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できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

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。明細書全体にわたって類似する部分につい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”にあるとする時、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

図１及び図２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。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した配置図であり、図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。

図２及び図３に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、表示板１００と、表示板１００の上に形成された隔壁３６０とを含む。

表示板１００は、薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ表示板であっても良く、共通電極が形成された共通電極表示板であっても良い。

表示板１００の上には画素を定義する隔壁３６０が形成されている。隔壁３６０は、透明な有機物質で形成でき、隔壁３６０は、ゲート線及びデート線と同一のパターンで形成され、画素を区画する。

隔壁３６０と同一層に複数の突起部材３７０が形成されており、突起部材３７０は、アクリル、カルド（ｃａｒｄｏ）、ノボラック（ｎｏｖｏｌａｋ）などの透明な有機物質で形成できるので、透過率に影響を与えない。

突起部材３７０は、隔壁３６０によって区画された画素内部に形成されている。突起部材３７０は、図において画素の左側に形成された左側突起部３７２、左側突起部３７２と対向する右側突起部３７１、上側に形成された上側突起部３７３、及び上側突起部３７３と対向する下側突起部３７４を含む。左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は全て直線形状であって、画素の形状が長方形状であるため、それに対応して左側突起部３７２及び右側突起部３７１の長さ１２、１１は、上側突起部３７３及び下側突起部３７４の長さ１３、１４より長く形成されている。

このような左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は互いに連結されない。つまり、左側突起部３７２の上端及び下端は各々上側突起部３７３の左端及び下側突起部３７４の左端と連結されず、右側突起部３７１の上端及び下端は各々上側突起部３７３の右端及び下側突起部３７４の右端と連結されない。したがって、突起部材３７０は画素の角部に対応する位置には形成されていない。

したがって、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は、共に全体的に角部のない長方形状をなしている。

このような突起部材３７０の高さｈ２は、隔壁３６０の高さｈ１の半分より低く、突起部材３７０の線幅Ｗ２は、隔壁３６０の線幅Ｗ１より小さいことが好ましい。これは、インクジェット法で滴下したカラーフィルタのインク２３１が、画素内部で突起部材３７０を乗り越えて移動するためには、少なくとも突起部材３７０の高さは隔壁３６０の高さの半分より低くなければならないためである。隔壁３６０の線幅Ｗ１が２０乃至３０μｍであり、隔壁３６０の高さｈ１が２μｍの場合、突起部材３７０の線幅Ｗ２は５μｍであり、突起部材３７０の高さｈ２は０．５μｍ程度であることが好ましい。

図３には、図１の液晶表示装置にインクジェット法でカラーフィルタのインクを滴下する場合、カラーフィルタのインクが広がっていく状態を示した。

図３に示したように、インクジェット法によって画素内部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、突起部材３７０によってその移動が制限される。

つまり、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、画素内部で左右及び上下方向には突起部材３７０によってその移動が制限され、突起部材３７０が存在しない画素の角部方向にはカラーフィルタのインク２３１の移動が容易である。また、画素内部の左右及び上下の部分では突起部材３７０の上にカラーフィルタのインク２３１が溢れて画素内部が平坦になる。したがって、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。

突起部材３７０がない場合には、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は画素内部で左右及び上下方向にまず移動し、画素の角部には最後に満たされるので、画素の角部は満たされるカラーフィルタの厚さが薄くなり、カラーフィルタが満たされないという問題も発生する。しかし、本発明の一実施形態のように、画素内部に突起部材３７０を形成することによって、画素の角部と画素の左右及び上下の部分に満たされるカラーフィルタのインク２３１の量を同一にすることができる。

一方、突起部材３７０は多様な形状に形成することができる。以下、突起部材３７０を多様な形状に形成した実施形態について説明する。

図４は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図であって、図１に示した液晶表示装置と比較して突起部材３７０の形状だけが異なる。

図４に示したように、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４の各々は複数の突起で構成される。突起の数は２つ乃至４つが好ましく、画素の大きさにより調節可能である。図４は、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４各々は、２つの突起から構成される実施形態を示している。左側突起部３７２は、画素の内側に位置する第１左側突起３７２ａと、画素の外側に位置する第２左側突起３７２ｂとからなり、右側突起部３７１は、画素の内側に位置する第１右側突起３７１ａと、画素の外側に位置する第２右側突起３７１ｂとからなり、上側突起部３７３は、画素の内側に位置する第１上側突起３７３ａと、画素の外側に位置する第２上側突起３７３ｂとからなり、下側突起部３７４は、画素の内側に位置する第１下側突起３７４ａと、画素の外側に位置する第２下側突起３７４ｂとからなる。

第１左側突起３７２ａの長さは第２左側突起３７２ｂの長さより短く、第１右側突起３７１ａの長さは第２右側突起３７１ｂの長さより短く、第１上側突起３７３ａの長さは第２上側突起３７３ｂの長さより短く、第１下側突起３７４ａの長さは第２下側突起３７４ｂの長さより短いことが好ましい。この場合、カラーフィルタのインク２３１が画素内部の中央部から角部に移動することが容易であるので、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。

図５は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。

図５に示したように、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は、各々外部に膨らんだ円弧状に形成できる。この時、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は、共に楕円状をなし、画素内部の角部に対応する位置は互いに連結されない。したがって、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、画素内部で左右及び上下方向には突起部材３７０によってその移動が制限され、突起部材３７０が存在しない画素の角部方向にはカラーフィルタのインク２３１の移動が容易である。したがって、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。

左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４の各々は、複数の突起で構成することができる。この場合、突起の数は２つ乃至４つが好ましく、画素の大きさにより調節可能である。この時、内側に位置する突起の長さを外側に位置する突起の長さより短く形成することによって、カラーフィルタのインク２３１が画素内部の中央部から角部により容易に移動することができる。

図６は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した配置図である。

図６に示したように、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は、各々内部に窪んだ円弧状に形成できる。この時、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は、画素内部の角部に対応する位置には位置しない。したがって、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、画素内部で左右及び上下方向には突起部材３７０によってその移動が制限され、突起部材３７０が存在しない画素の角部方向にはカラーフィルタのインク２３１の移動が容易である。したがって、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。特に、突起は内部に窪んだ円弧状に形成されているので、カラーフィルタのインク２３１が画素の角部に移動する経路を形成し、そのためカラーフィルタのインク２３１が画素内部の中央部から角部により容易に移動することができる。

また、左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４の各々は、複数の突起で構成することができる。この場合、突起の数は２つ乃至４つが好ましく、画素の大きさにより調節可能である。この時、内側に位置する突起の長さを外側に位置する突起の長さより短く形成することによって、カラーフィルタのインク２３１が画素内部の中央部から角部により容易に移動することができる。

以下、共通電極が形成された表示板に突起部材を具体的に適用した液晶表示装置について、図７乃至図１０を参照して詳細に説明する。

図７は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図８は、図７の薄膜トランジスタ表示板に対向するカラーフィルタ表示板の配置図であり、図９は、図７の薄膜トランジスタ表示板と図８のカラーフィルタ表示板とを結合して完成した液晶表示装置の配置図であり、図１０は、図９のX-X線に沿った断面図である。

図７乃至図１０に示したように、液晶表示装置は、下側の薄膜トランジスタ表示板１００、これと対向する上側のカラーフィルタ表示板２００、及びこれらの間に形成され、２つの表示板１００、２００の間に注入されている液晶層３からなる。

まず、図７、図９、及び図１０を参照して、薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。

透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０の上に、複数のゲート線（ｇａｔｅ １ｉｎｅ）１２１及び複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ １ｉｎｅ）１３１が形成されている。

ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、主に図の横方向に延びている。各ゲート線１２１は、上下に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ）１２４と、他の層または外部の駆動回路との接続のために面積の広い端部１２９とを含む。維持電極線１３１は、所定の電圧の印加を受け、ゲート線１２１とほぼ平行に延びた幹線と、これから分岐した複数対の第１維持電極１３３ａ及び第２維持電極１３３ｂとを含む。維持電極線１３１各々は、隣接した２つのゲート線１２１の間に位置し、幹線は２つのゲート線１２１のうち下側に位置するゲート線に近接して配置されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂ各々は、幹線と接続された固定端と、その反対側の自由端とを有している。第１維持電極１３３ａの固定端は面積が広く、その自由端は直線の部分と曲がった部分の２つに分岐する。このような維持電極線１３１の形状及び配置は多様に変更することができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａ１）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）などで形成される。これらは物理的性質の異なる２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることも可能である。ゲート線１２１及び維持電極線１３１の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで作られたゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕ１ａｔｉｎｇ １ａｙｅｒ）１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化非晶質シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉ１ｉｃｏｎ）（非晶質シリコンは、略してａ−Ｓｉと記す）または多結晶シリコン（ｐｏ１ｙｓｉ１ｉｃｏｎ）などで作られた複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、主に図の縦方向に延長され、ゲート電極１２４に向かって延長された複数の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）１５４を含む。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って、これらを幅広く覆っている。

半導体１５１の上には、複数の線状オーミックコンタクト部材及び島型オーミックコンタクト部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）１６１、１６５が形成されている。オーミックコンタクト部材１６１、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質、またはシリサイド（ｓｉ１ｉｃｉｄｅ）で形成することができる。線状オーミックコンタクト部材１６１は複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島型オーミックコンタクト部材１６５とは対をなして半導体１５１の突出部１５４の上に配置されている。

オーミックコンタクト部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線（ｄａｔａ １ｉｎｅ）１７１と、複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ）１７５とが形成されている。

データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に図の縦方向に延長されてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、また、維持電極線１３１と交差し、隣接した維持電極１３３ａ、１３３ｂの集合の間に位置する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延長された複数のソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ）１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部１７９とを含む。ドレイン電極１７５はデータ線１７１と分離され、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、広い一端部と、棒状の他側端とを含む。幅の広い端部は維持電極１３７と重畳し、棒状の端部は曲がったソース電極１７３によって一部が取り囲まれている。

１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１７３、及び１つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に１つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉ１ｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を形成し、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅ１）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耐火性金属（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｍｅｔａ１）、またはこれらの合金で形成されることが好ましく、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を有することができる。

オーミックコンタクト部材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との間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体１５１は、データ線１７１及びドレイン電極１７５によって覆われない露出した部分を有し、たとえばソース電極１７３とドレイン電極１７５との間が露出されている。

データ線１７１、ドレイン電極１７５及び露出された半導体１５１部分の上には、保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ １ａｙｅｒ）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で形成され、表面が平坦とすることができる。保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９とドレイン電極１７５とを各々露出する複数のコンタクトホール１８２、１８５が形成され、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０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固定端付近の維持電極線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の上には、複数の画素電極（ｐｉｘｅ１ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ）１９１、複数の連結橋（ｏｖｅｒｐａｓｓ）８３、及び複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。これらはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質や、アルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属で形成される。

画素電極１９１は、コンタクトホール１８５によってドレイン電極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（ｃｏｍｍｏｎ ｖｏ１ｔａｇｅ）の印加を受ける他の表示板２００の共通電極（ｃｏｍｍｏｎ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅ）２７０と共に電場を生成することによって、２つの電極間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このようにして決定された液晶分子の方向により、液晶層を通過する光の偏光が変更される。画素電極１９１と共通電極２７０とはキャパシタ（以下、“液晶キャパシタ（１ｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａ１ｃａｐａｃｉｔｏｒ）”と称す）を構成し、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及びこれと接続されたドレイン電極１７５は、維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１と重畳する。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と重畳してなすキャパシタをストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）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。

接触補助部材８１、８２は、各々コンタクトホール１８１、１８２によってゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続される。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、これらを保護する。

連結橋８３は、ゲート線１２１を横切り、ゲート線１２１を間に介在して反対側に位置するコンタクトホール１８３ａ、１８３ｂにより、維持電極線１３１の露出した部分と維持電極１３３ｂの自由端の露出した端部に接続されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１は連結橋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を修理することに使用できる。

次に、カラーフィルタ表示板２００について図８乃至図１０を参照して説明する。

透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板２１０の上に隔壁３６０が形成されている。隔壁３６０は、透明な有機物質で形成でき、ゲート線及びデート線と同一のパターンで形成されて画素を区画する。

隔壁３６０は、画素電極１９１と対向する画素電極１９１とほぼ同一の形状を有する複数の開口部を有し、インクジェット法を利用したカラーフィルタ表示板の製造工程時、カラーフィルタのインク２３１を閉じ込める役割を果たす。隔壁３６０と同一層に複数の突起部材３７０が形成され、突起部材３７０は、アクリル、カルド、ノボラックなどの透明な有機物質からなることができるので、透過率に影響を与えない。

突起部材３７０は、隔壁３６０によって区画された画素内部に形成されている。突起部材３７０は、左側に形成された左側突起部３７２、左側突起部３７２と対向する右側突起部３７１、上側に形成された上側突起部３７３、及び上側突起部３７３と対向する下側突起部３７４を含む。このような左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は互いに連結されていない。したがって、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、画素内部で左右及び上下方向には突起部材３７０によってその移動が制限され、突起部材３７０が存在しない画素の角部方向にはカラーフィルタのインク２３１の移動が容易である。したがって、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。

カラーフィルタのインク２３１が隔壁３６０内部に満たされて形成されたカラーフィルタ２３０は、隔壁３６０によって取り囲まれた領域内に存在し、画素電極１９１の列に沿って縦方向に長く延長された構成となる。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（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏ１ｏｒ）のうちの１つを表すように構成できる。

カラーフィルタ２３０及び隔壁３６０の上には蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成されている。蓋膜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止し、平坦面を提供する。蓋膜２５０は省略することも可能である。

蓋膜２５０の上には共通電極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形成される。

表示板１００、２００の内側面には配向膜（ａ１ｉｇｎｍｅｎｔ １ａｙｅｒ）１１、２１が塗布され、これらは水平配向膜または垂直配向膜とすることができる。表示板１００、２００の外側面には偏光子（ｐｏ１ａｒｉｚｅｒ）１２、２２が設けられる。２つの偏光子１２、２２の偏光軸は直交し、このうち１つの偏光軸はゲート線１２１に対して平行であることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、２つの偏光子１２、２２のうちの１つを省略できる。

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（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｆｉ１ｍ）（図示せず）をさらに含むことができる。液晶表示装置は、また、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（ｂａｃｋ１ｉｇｈｔｕｎｉｔ）（図示せず）を含むことができる。

一方、上記実施形態では、共通電極が形成された表示板にカラーフィルタを形成した液晶表示装置について説明したが、薄膜トランジスタ表示板にカラーフィルタを形成した液晶表示装置の場合にも本願発明を適用することができる。

図１１は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図１２は、図１１のXII-XII線に沿った断面図であり、図１３は、図１１のXIII-XIII線に沿った断面図である。

図１１乃至図１３に示したように、本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら２つの表示板１００、２００の間に挿入されている液晶層３を含む。

次に、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０の上に、複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１、１３５が形成されている。ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、主に図の横方向に延長されている。各ゲート線１２１は、上に突出した複数の第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂを含む。維持電極線１３１、１３５は、ゲート線１２１と実質的に平行である幹線（ｓｔｅｍ）１３１と、これから延長された複数の維持電極１３５とを含む。維持電極線１３１、１３５の形状及び配置は種々の形態に変更することができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１、１３５の上にはゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕ１ａｔｉｎｇ １ａｙｅｒ）１４０が形成され、ゲート絶縁膜１４０の上には非晶質または結晶質ケイ素などで作られた複数の半導体１５４ａ、１５４ｂが形成されている。

半導体１５４ａ、１５４ｂの上には各々複数対のオーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂが形成されており、オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で生成することができる。

オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂ及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数対のデータ線１７１ａ、１７１ｂ）と複数対の第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂが形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、データ信号を伝達し、主に図の縦方向に延長されてゲート線１２１及び維持電極線の幹線１３１と交差する。データ線１７１ａ、１７１ｂは第１ゲート電極１２４ａ、第２ゲート電極１２４ｂに向かって延長され、Ｕ字状に曲がった第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂを含み、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂは各々第１ゲート電極１２４ａ、第２ゲート電極１２４ｂを中心に第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂと対向する。

第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第１ソース電極１７３ａによって一部取り囲まれた一端部から上方に延長され、反対側の他端部は他の層との接続のためにその幅を広く形成することができる。第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂをはじめとするデータ線１７１ａ、１７１ｂの形状及び配置は、種々の形態に変更することができる。

第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂ、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂ、並びに第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂと共に第１薄膜トランジスタＱａ及び第２薄膜トランジスタＱｂを構成し、第１薄膜トランジスタＱａ及び第２薄膜トランジスタＱｂのチャンネルは、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂと第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂとの間の第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂに形成される。

オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、その下の半導体１５４ａ、１５４ｂと、その上のデータ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体１５４ａ、１５４ｂは、データ線１７１ａ、１７１ｂ及びドレイン電極１７５ａ、１７５ｂによって覆われずに露出した部分があり、たとえば、ソース電極１７３ａ、１７３ｂとドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの間は露出されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ及び露出された半導体１５４ａ、１５４ｂ部分の上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素などで作られた下部保護膜１８０ｐが形成されている。

下部保護膜１８０ｐの上には隔壁３６０が形成されている。隔壁３６０は、透明な有機物質で形成でき、ゲート線１２１及びデータ線１７１ａ、１７１ｂに沿って形成されており、薄膜トランジスタの上にも形成される。隔壁３６０によって取り囲まれた領域はカラーフィルタ２３０及び上部保護膜１８０ｑが満たされる充填領域であって、ほぼ長方形状をなす。

隔壁３６０は、画素電極１９１と対向し、画素電極１９１とほぼ同一の形状を有する複数の開口部を有し、インクジェット法を利用したカラーフィルタ表示板の製造工程時、カラーフィルタのインク２３１を閉じ込める役割を果たす。隔壁３６０と同一層に複数の突起部材３７０が形成されており、突起部材３７０は、アクリル、カルド、ノボラックなどの透明な有機物質で形成できるので、透過率に影響を与えない。

突起部材３７０は、隔壁３６０によって区画された画素内部に形成されている。突起部材３７０は、左側に形成された左側突起部３７２、左側突起部３７２と対向する右側突起部３７１、上側に形成された上側突起部３７３、及び上側突起部３７３と対向する下側突起部３７４を含む。このような左側突起部３７２、右側突起部３７１、上側突起部３７３、及び下側突起部３７４は互いに連結されていない。したがって、画素内部の中央部に滴下したカラーフィルタのインク２３１は、画素内部で左右及び上下方向には突起部材３７０によってその移動が制限され、突起部材３７０が存在しない画素の角部方向にはカラーフィルタのインク２３１の移動が容易である。したがって、画素内部の全体にカラーフィルタのインク２３１が同一の厚さに満たされる。

カラーフィルタのインク２３１は画素内部の全体に充填されてカラーフィルタ２３０となる。この時、突起部材３７０によってカラーフィルタ２３０の中心部と周縁部に厚さの差が発生しないため、色再現性の劣化を防止できる。

カラーフィルタ２３０の上には上部保護膜１８０ｑが形成されている。上部保護膜１８０ｑは、カラーフィルタ２３０を保護すると同時に、基板１００を平坦化する。ここで、下部保護膜１８０ｐは、カラーフィルタ２３０の顔料が露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ部分に流入することを防止することができる。

上部保護膜１８０ｑは、感光性を有する有機物質で形成できる。また、上部保護膜１８０ｑは、画素電極１９１とデータ線１７１ａ、１７１ｂとのカップリング現象を減少させ、基板を平坦化するために、１．０μｍ以上に形成できる。

上部保護膜１８０ｑ、カラーフィルタ２３０、及び下部保護膜１８０ｐには、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂを露出する複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。

上部保護膜１８０ｑの上には複数の画素電極１９１が形成されている。

各画素電極１９１は、間隙９１を有して互いに分離されている第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂを含む。

ここでは、画素電極１９１の全体に対して、第２副画素電極１９１ｂが占める面積が、第１副画素電極１９１ａが占める面積よりも大きくなるように構成されており、たとえば、第２副画素電極１９１ｂは第１副画素電極１９１ａの面積より１．０倍から２．２倍程度大きく形成することができる。

第２副画素電極１９１ｂはデータ線１７１に沿って延長された一対の枝１９５を含む。枝は第１副画素電極１９１ｂとデータ線１７１との間に位置し、第１副画素電極１９１ｂの下端で接続される。２つのうち１つの枝は拡張されており、コンタクトホール１８５ｂによって第２ドレイン電極１７５ｂと物理的、電気的に接続される。そして、第１副画素電極１９１ａはコンタクトホール１８５ａによって第１ドレイン電極１７５ａと接続される。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂからデータ電圧の印加を受ける。

次に、上部表示板２００について説明する。

上部表示板２００は、透明な絶縁基板２１０の上に共通電極２７０が全面に形成されており、共通電極２７０の上に配向膜２１が形成されている。

図示しないが、別途の遮光部材を基板２１０の上に形成することも可能である。別途の遮光部材は下部基板１１０に形成しても良い。間隔材３６３は上部表示板２００と下部表示板１００との間の間隔を維持するために使用される。

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らに限定されず、次の請求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。

３６０ 隔壁
３６１ カラーフィルタのインク
３７０ 突起部材
３７１ 右側突起部
３７２ 左側突起部
３７３ 上側突起部
３７４ 下側突起部

Claims (15)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、
   前記基板上の前記隔壁によって区画された画素内に前記隔壁と同一の材料で形成され平面形状が線状である複数の突起部材と、
   前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタと、
   を含む液晶表示装置。
2. 前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されない、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記画素は対向する２対の辺を有する長方形状で構成され、前記突起部材は、前記画素の１対の対向する辺に沿って形成される第１突起部、前記第１突起部と対向する第２突起部、前記画素の他の１対の対向する辺に沿って形成される第３突起部、及び前記第３突起部と対向する第４突起部を含み、
   前記第１突起部及び第２突起部の長さ方向両端部は、各々第３突起部及び第４突起部の長さ方向両端部と連結されない、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々直線形状である、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、共に角部のない長方形状をなす、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々外部に膨らんだ円弧状である、請求項３に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、共に楕円状をなし、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置は連結されない、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部は、各々内部に窪んだ円弧状である、請求項３に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１突起部、第２突起部、第３突起部、及び第４突起部の各々は、複数の突起で形成され、突起の長さは互いに異なる、請求項４、６、８のうちのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
10. 前記突起の長さは、画素の周縁に位置する突起であるほど長くなる、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記突起の高さは前記隔壁の高さの半分より低い、請求項９に記載の液晶表示装置。
12. 前記突起の線幅は前記隔壁の線幅より小さい、請求項９に記載の液晶表示装置。
13. 前記突起部材は透明有機膜物質で形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
14. 薄膜トランジスタが形成される基板と、
    前記基板上に形成され、画素を区画する隔壁と、
    前記基板上の前記隔壁によって区画された画素内に前記隔壁と同一の材料で形成される複数の突起部材と、
    前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタとを含み、
    前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されない液晶表示装置。
15. 下部基板と、前記下部基板上に第１方向に延びるゲート線と、前記下部基板上に形成され、前記ゲート線と絶縁して交差し、第２方向に延びるデータ線と、制御端子、入力端子、及び出力端子を有し、前記ゲート線と前記データ線に各々前記制御端子と前記入力端子が接続されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの上に形成される画素電極とを含む薄膜トランジスタ表示板、
    前記薄膜トランジスタ基板と対向する上部基板と、前記ゲート線及びデータ線と同一のパターンで前記上部基板上に形成され画素を区画する隔壁と、前記上部基板上の前記隔壁によって区画された画素内に形成される複数の突起部材と、前記隔壁によって区画された画素内に満たされているカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に形成される共通電極とを含むカラーフィルタ表示板、並びに
    前記薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ表示板との間に挟持されている液晶層を含み、
    前記突起部材は、前記隔壁によって区画された画素の角部に対応する位置には形成されない液晶表示装置。

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