JP5367302B2 - 薄膜トランジスタ表示板と、これを用いた表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタ表示板と、これを用いた表示装置および表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は薄膜トランジスタ表示板と、これを用いた表示装置および表示装置の製造方法に関するものである。
現在用いられている表示装置としては、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置、蛍光表示板、および有機発光表示装置等がある。
特に液晶表示装置は、最も幅広く使用されている平板表示装置の一つであって、基板に電極が形成された二枚の表示板とその間に挟持された液晶層とを有し、電極に電圧を印加して、液晶層の液晶分子の整列方向を制御することにより透過する光の量を調節する。
液晶表示装置は見る角度により明るさやコントラスト比が変化する特性がある。画面を鉛直面から見たとき最も明るく、斜めから見たときに暗く見える。基準視野角は、上下左右方向にコントラスト比が一定値以上になる角度で表現され、この基準視野角が大きいほど画面をより大きな角度で見ることができる。よって基準視野角およびコントラスト比を増加させて液晶表示装置の品質を向上させる必要がある。
特開２００１−６６６２６号公報
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、コントラスト比を増加させると同時に基準視野角を拡大できる薄膜トランジスターと、これを用いた表示装置および表示装置の製造方法を提供することにある。
本発明の一実施例に係る薄膜トランジスタ表示板は、第１面および第２面を含む第１基板と、前記第１面の上に形成されて第１電極を含む第１薄膜素子構造物と、前記第２面の上に形成されて第２電極を含む第２薄膜素子構造物とを有する。
前記第１および第２薄膜素子構造物は、それぞれゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に形成されている半導体と、前記半導体の上に形成されているソース電極と、前記半導体の上に形成されて前記ソース電極と分離されているドレイン電極とを有する。
前記第１薄膜素子構造物は、前記半導体の上に形成されている保護膜と、前記保護膜の上に形成されている偏光子をさらに有する。
前記第１電極は、保護膜と前記偏光子との間に位置し、前記ドレイン電極に接続されている。
前記第１基板は偏光子を含み、前記偏光子は細線格子偏光子である。
前記第１薄膜素子構造物と前記第２薄膜素子構造物は、前記第１基板を中心に対称をなしている。
本発明の一実施例に係る表示装置は、第１面および第２面を含む第１基板と、前記第１面の上に形成されている第１薄膜素子構造物と、前記第２面の上に形成されている第２薄膜素子構造物と、前記第１薄膜素子構造物と対向する第２基板と、前記第２薄膜素子構造物と対向する第３基板とを有する。
前記第１および第２薄膜素子構造物は、それぞれゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されているゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に形成されている半導体と、前記半導体の上に形成されているソース電極と、前記半導体の上に形成されて前記ソース電極と分離されているドレイン電極とを有する。
前記表示装置は、前記第１薄膜素子構造物と前記第２基板との間に形成されている偏光子をさらに有する。
前記第１基板は、細線格子偏光子を含む。
前記表示装置は、前記第２基板および前記第３基板上にそれぞれ形成されている第１および第２共通電極をさらに有する。
前記表示装置は、前記第３基板上に形成されているカラーフィルタをさらに有する。
前記表示装置は、前記第１基板と前記第２基板との間および前記第１基板と前記第３基板との間にそれぞれ位置する第１および第２液晶層をさらに有する。
前記表示装置は、前記第１基板の前記第１面および前記第２面上にそれぞれ付着されている第１および第２フレキシブル印刷回路膜と、前記第１および第２フレキシブル印刷回路膜に接続されている集積回路チップをさらに有する。
前記表示装置は、前記第１面の上に付着されている第１フレキシブル印刷回路膜と、前記第２面の上に付着されて前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている第２フレキシブル印刷回路膜と、前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている集積回路チップをさらに有する。
本発明の他の実施例に係る表示装置は、第１面および第２面を含む第１基板と、前記第１および第２面にそれぞれ形成されている複数の薄膜素子構造物を有する薄膜トランジスタ表示板と、前記薄膜トランジスタ表示板の両側にそれぞれ形成されている複数の液晶層と、前記複数の液晶層上にそれぞれ形成されている第１および第２表示板とを有する。
前記二つの液晶層間の基板の厚さは約５００μｍである。
前記表示装置は、一端が前記第１基板の前記第１面の上に接続されている第１フレキシブル印刷回路膜と、前記第１フレキシブル印刷回路膜の他側端に接続されている集積回路チップと、一端が前記第１基板の前記第２面の上に接続され、他側端が前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている第２フレキシブル印刷回路膜をさらに有する。
本発明の一実施例に係る表示装置の製造方法は、第１基板の第１面に第１薄膜素子構造物を形成する段階と、前記第１基板の第２面に第２薄膜素子構造物を形成して第１表示板を完成する段階と、前記第１薄膜素子構造物と対向する第２表示板を形成する段階と、前記第２薄膜素子構造物と対向する第３表示板を形成する段階と、前記第１表示板と前記第２表示板との間および第１表示板と前記第３表示板との間にそれぞれ第１および第２液晶層を形成する段階とを含む。
本発明の他の実施例に係る表示装置の製造方法は、第１基板の第１面に第１薄膜素子構造物を形成する段階と、前記第１基板の第２面に第２薄膜素子構造物を形成して第１表示板を完成する段階と、前記第１表示板の第１薄膜素子構造物または第２表示板の上に第１液晶層を形成する段階と、前記第１液晶層を介在して前記第１表示板と前記第２表示板とを結合する段階と、前記第１表示板の第２薄膜素子構造物または第３表示板の上に第２液晶層を形成する段階と、前記第２液晶層を介在して前記第１表示板と前記第３表示板とを結合する段階とを含む。
前記第１薄膜素子構造物の形成段階と、前記第２薄膜素子構造物の形成段階とが同時に行われる。
前記表示装置の製造方法は、集積回路チップの第１出力端子を前記第１薄膜素子構造物に接続する段階と、前記集積回路チップの第２出力端子を前記第２薄膜素子構造物に接続する段階とをさらに含む。
本発明によれば、一つの基板両側面にそれぞれ薄膜トランジスターなどの薄膜素子構造物を形成し、同時に基板の両側にそれぞれ液晶層を形成することにより、コントラスト比を向上させることができるとともに充分な視野角を確保することができる。
また本発明によれば、基板の両側に形成された各薄膜素子構造物に信号を伝達するために集積回路チップを別々に設ける必要がない。よって表示装置の組み立て工程が簡単になるという効果がある。
添付した図面を用いながら、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。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の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」あるとするとき、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」あるとするとき、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
本発明の実施例に係る薄膜トランジスタ表示板および表示装置について図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る表示装置の分解斜視図であり、図２は図１の表示板組立体をＩＩ-ＩＩ線に沿って切断した断面図であり、図３は図１の表示板組立体およびゲート駆動部の側面図の一例であり、図４は図１の表示板組立体およびゲート駆動部の側面図の他の例であり、図５Ａおよび図５Ｂは基準視野角を比較するために１対の表示板組立体を有する表示装置と本発明の実施例に係る表示装置を示した概略図である。
図１〜図４を参照すれば、本実施例による表示装置１は、表示板組立体３００、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、バックライトアセンブリー３４０およびトップシャーシ６０を有する。
図１および図２を参照すれば、表示板組立体３００は、薄膜トランジスタ表示板１００、下部表示板２００ｐ、上部表示板２００ｑ、下部液晶層３ｐおよび上部液晶層３ｑを有する。
薄膜トランジスタ表示板１００は、基板１１０と１対の薄膜素子構造物１５０ｐ、１５０ｑを有する。
基板１１０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明絶縁物質からなる。下面薄膜素子構造物１５０ｐと上面薄膜素子構造物１５０ｑは、それぞれ基板１１０の上面と下面に形成されている。下面および上面薄膜素子構造物１５０ｐ、１５０ｑは同一または類似の構造を有し、基板１１０を中心に互いに対称をなしている。しかし、下面および上面薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）は、必ずしも基板１１０を中心に対称ではない。
以下、下面および上面薄膜素子構造物１５０ｐ、１５０ｑについて説明する。
基板１１０の下面および上面に複数のゲート線（図示せず）および複数の維持電極（１３３ｐ、１３３ｑ）を含むゲート導電体が形成されている。ゲート線は、ゲート信号を伝達し複数のゲート電極（１２４ｐ、１２４ｑ）と他の層やゲート駆動部４００との接続のための広い端部（図示せず）を有する。維持電極（１３３ｐ、１３３ｑ）はゲート線と分離されている。
ゲート導電体の上にはゲート絶縁膜（１４０ｐ、１４０ｑ）、複数の半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）、複数対のオーミックコンタクト部材（１６３ｐ、１６５ｐ、１６３ｑ、１６５ｑ）、複数のデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）および複数のドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）が順次に形成されている。
半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）は水素化非晶質シリコンまたは多結晶シリコンのような物質からなり、オーミックコンタクト部材（１６３ｐ、１６５ｐ、１６３ｑ、１６５ｑ）は不純物が高濃度にドーピングされている非晶質シリコンまたは多結晶シリコンやシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）からなる。オーミックコンタクト部材（１６３ｐ、１６５ｐ、１６３ｑ、１６５ｑ）は対となって半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）上に配置されている。
データ線（１７１ｐ、１７１ｑ）はデータ信号を伝達し、ゲート電極（１２４ｐ、１２４ｑ）に向かって延びた複数のソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）と、他の層またはデータ駆動部５００との接続のための広い端部（図示せず）とを有する。ドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）はデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）と分離されており、ゲート電極（１２４ｐ、１２４ｑ）を中心にソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）と対向する。
一つのゲート電極（１２４ｐ、１２４ｑ）、一つのソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）および一つのドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）は、半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）とともに一つの薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）とドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）の間の半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）に形成される。
オーミックコンタクト部材（１６３ｐ、１６５ｐ、１６３ｑ、１６５ｑ）は、その下の半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）とその上のデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）およびドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）の間に位置し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）にはソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）とドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）により覆われず露出している部分が存在する。
半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）の露出した部分、データ線（１７１ｐ、１７１ｑ）、ドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）およびゲート絶縁膜（１４０ｐ、１４０ｑ）の上には、保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）が形成されている。保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）は単一膜の構造を有する。保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）は、下部無機膜と上部有機膜の二重膜の構造を有してもよい。
保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）にはドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）を露出させる複数のコンタクトホール（接触孔）（１８５ｐ、１８５ｑ）が形成されている。そしてゲート線およびデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）の端部を露出させる複数のコンタクトホール（図示せず）が保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）とゲート絶縁膜（１４０ｐ、１４０ｑ）に形成されている。
保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）の上には複数の画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）が形成されている。画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電物質からなる。
画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）は、コンタクトホール（１８５ｐ、１８５ｑ）を介してドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）に接続されており、ドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）からデータ電圧が印加される。
また、保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）の上には複数の接触補助部材が形成されることができる。接触補助部材はコンタクトホールを介して、ゲート線の端部およびデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）の端部にそれぞれ接続される。このような接触補助部材は、ゲート線の端部およびデータ線の端部と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
上面の画素電極１９１ｑの上には入射光を偏光させる偏光子１２が形成されている。偏光子１２は、基板１１０の下面の上に形成されてもよく、基板１１０のすぐ上または他の層の上に形成されてもよい。基板１１０のすぐ上に偏光子を位置させる場合、Ａｌ細線などを格子状にして実現することができる。このような偏光子を細線格子偏光子という。
次に、上部表示板２００ｑおよび下部表示板２００ｐについて説明する。
上部表示板２００ｑは、薄膜トランジスタ表示板１００の上面薄膜素子構造物１５０ｑと対向し、下部表示板２００ｐは薄膜トランジスタ表示板１００の下面薄膜素子構造物１５０ｐと対向する。上部表示板２００ｑと上面薄膜素子構造物１５０ｑとの間には上部液晶層３ｑが位置し、下部表示板２００ｐと下面薄膜素子構造物１５０ｐとの間には下部液晶層３ｐが位置する。
絶縁基板（２１０ｐ、２１０ｑ）の上に遮光部材（２２０ｐ、２２０ｑ）が形成されている。遮光部材（２２０ｐ、２２０ｑ）は、画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）と向かい合って画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）とほぼ同一の形状を有する複数の開口部（２２５ｐ、２２５ｑ）を有しており、画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）の間の光漏れを防止する。平面上からみた場合に、遮光部材（２２０ｐ、２２０ｑ）の端部は、画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）の端部とが互いに重畳するように形成すると、画素電極間の光漏れをさらに防止することができ好ましい。
基板（２１０ｐ、２１０ｑ）および遮光部材（２２０ｐ、２２０ｑ）の上には蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）（２５０ｐ、２５０ｑ）が形成されている。蓋膜（２５０ｐ、２５０ｑ）は絶縁物からなり、平坦面を提供する。蓋膜（２５０ｐ、２５０ｑ）は省略することも可能である。
蓋膜（２５０ｐ、２５０ｑ）の上には共通電極（２７０ｐ、２７０ｑ）が形成されており、共通電極（２７０ｐ、２７０ｑ）はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などからなる。
上部表示板２００ｑの基板２１０ｑと蓋膜２５０ｑとの間には複数のカラーフィルタ２３０が形成されており、蓋膜２５０ｑはカラーフィルタ２３０が露出することを防止する。各カラーフィルタ２３０は、遮光部材２２０ｑの開口部２２５ｑ内にその大部分が存在し、赤色、緑色および青色の三原色など基本色の一つを表示する。下部表示板２００ｐの基板２１０ｐの上にはカラーフィルタが存在しない。
このように表示構造を二重に形成することで、ブラック状態で下側構造から光漏れが発生しても上側構造が光漏れを再度遮断するので輝度を大きく減少させる。ここで、一側構造を通過した光が他の構造に入り、ホワイト状態における輝度が減少することもあるが、ブラック輝度の減少比率が大きいのでコントラスト比が向上する。
例えば、図２に示す表示装置では、下部表示板２００ｐの下方にバックライト（図示せず）が設けられ、バックライトから下部表示板２００ｐに向かって光が出射される。このとき、下面薄膜素子構造物１５０ｐ及び上面薄膜素子構造物１５０ｑは、ゲート駆動部４００およびデータ駆動部５００から駆動信号を同一の駆動信号を受けて同じように駆動される。つまり、薄膜トランジスタ表示板１００を挟んで上下に対象に位置する下面薄膜素子構造物１５０ｐ及び上面薄膜素子構造物１５０ｑは同一の信号を受けてＯＮ／ＯＦＦされる。そのため、薄膜トランジスタ表示板１００を挟んで対象の位置の画素電極に同一の電圧が印加され、対応する下部液晶層３ｐ及び上部液晶層３ｑは同様にツイストされる。
ここで、表示装置がノーマリーブラックモードを採用している場合を検討する。ノーマリーブラックモードでは、電圧が印加されていない状態において、液晶はその長軸が表示装置の平面に対して交差するように配置されており、ブラックが表示される。よって、バックライトから出射された光は、下部の遮光部材２２０ｐの開口部を介して下部液晶層３ｐに光が入射するが、下部液晶層３ｐにより光が遮断される。たとえ、下部液晶層３ｐにより光が遮断されなかった場合でも、再度、上部液晶層３ｑにより光が遮断されるとともに、さらに、上部の遮光部材２２０ｑにより光が遮断される。このような機構により、ブラックをよりブラックに表示することが可能となる。
同様に、表示装置がノーマリーホワイトモードを採用している場合にも同様のことが言える。ノーマリーホワイトモードでは、電圧が印加されていない状態において、液晶はその長軸が表示装置の平面と平行になるように配置されている。この場合、ブラックを表示する場合には、表示装置に電圧を印加する。電圧を印加すると、下部液晶層３ｐ及び上部液晶層３ｑの液晶の長軸は、表示装置の平面と平行になり、ブラックが表示される。このとき、バックライトから出射された光は、下部の遮光部材２２０ｐの開口部を介して下部液晶層３ｐに光が入射するが、下部の遮光部材２２０及び下部液晶層３ｐに光が遮断される。たとえ、下部液晶層３ｐから光漏れが発生した場合でも、上部液晶層３ｑ及び上部の遮光部材２２０ｑによりさらに光が遮断されるため、ブラックをよりブラックに表示することが可能となる。
図１、図３および図４を参照すれば、ゲート駆動部４００およびデータ駆動部５００は、それぞれフレキシブル印刷回路膜（４１０、５１０）、複数の集積回路チップ（４４０、５４０）、および印刷回路基板（４５０、５５０）を含む。
ゲート駆動部４００とデータ駆動部５００は類似する構造を有しているので、以下、ゲート駆動部４００を中心にこれらの構造を詳細に説明する。
図３および図４を参照すれば、それぞれの集積回路チップ４４０は、二つの下部および上部出力側のフレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ）を介して薄膜トランジスタ表示板１００の下面および上面薄膜素子構造物にそれぞれ接続され、一つの入力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｃを介して印刷回路基板４５０に接続される。それぞれのフレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ）は、金属配線（図示せず）とこれを保護する保護膜（図示せず）を含むことができる。
下部出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ａの一端は、薄膜トランジスタ表示板１００の下面、すなわち、下部表示板２００ｐと対向する面に付着され、上部出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｂの一端は、薄膜トランジスタ表示板１００の上面、すなわち、薄膜トランジスタ表示板の上部表示板２００ｑと対向する面に接続される。このとき、下部および上部出力側のフレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ）と薄膜トランジスタ表示板１００との間には異方性導電フィルム４３０が位置し、異方性導電フィルム４３０に含まれている導電粒子を介して、下部および上部出力側のフレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ）の金属配線と薄膜トランジスタ表示板１００の配線が電気的に接続される。
図３の場合、集積回路チップ４４０の出力端子が集積回路チップ４４０の下面と上面にそれぞれ備えられ、下部および上部出力側のフレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ）の他端は、集積回路チップ４４０の下面出力端子および上面出力端子にそれぞれ接続される。集積回路チップ４４０は、ゲート印刷回路基板４５０から信号の伝達を受け、さらに、下部および上部フレキシブル印刷回路膜（４１０ａ、４１０ｂ）にそれぞれゲート信号を伝達する。
集積回路チップ４４０とゲート印刷回路基板４５０は、入力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｃを介して接続される。入力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｃとゲート印刷回路基板４５０との間には異方性導電フィルム４３０が配置されている。
図４の場合には、集積回路チップ４４０の出力端子が集積回路チップ４４０の上面にのみ備えられている。上部出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｂの他端は、集積回路チップ４４０の上面出力端子と直接接続されるが、下部出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ａの他端は、集積回路チップ４４０に直接接続されず、上部出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｂに接続されている。そのためには出力側のフレキシブル印刷回路膜４１０ｂに下面薄膜素子構造物との電気的接続のための配線を形成しなければならない。
データ駆動部５００は図３および図４に示されていないが、上記のゲート駆動部４００とほぼ同じ構造を有する。
ここで、ゲート駆動部４００およびデータ駆動部５００の少なくとも一つは省略してもよく、省略されたの部分の機能は他の部分と統合することができる。
このようにして、一つの集積回路チップ（４４０、５４０）を用いて、薄膜トランジスタ表示板１００の上面および下面薄膜素子構造物に信号を伝達できる。よって、上面薄膜素子構造物に信号を伝達する集積回路チップと下面薄膜素子構造物に信号を伝達する集積回路チップとを別々に設ける必要がない。その結果、表示装置の組み立て過程が簡単になり、組み立て工程時間を短縮することができる。
再び図１を参照すれば、バックライトアセンブリー３４０は表示板組立体３００の下部に配置され、トップシャーシ６０は表示板組立体３００の上部に配置されている。表示板組立体３００はトップシャーシ６０を用いて、バックライトアセンブリー３４０に安定的に固定されている。
バックライトアセンブリー３４０は図示されていないが、光源、導光板および反射部材などを含む。光源としてはＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）やＥＥＦＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）のような蛍光ランプまたはＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等が用いられ、表示装置１の状態とは無関係に常に一定の明るさの光を照射する。導光板は、光源から照射された光を誘導し、反射部材は、導光板から反射した光を表示板組立体３００方向に向けるようにして光損失を最小化する。
この実施例による表示装置と１対の表示板組立体を有する表示装置をそれぞれ作製し、視野角を測定した。これについて図５Ａおよび図５Ｂを用いて詳細に説明する。
図５Ａは１対の表示板組立体（３０ｐ、３０ｑ）を結合した液晶表示装置を概略的に示した図である。各表示板組立体（３０ｐ、３０ｑ）は、下部表示板（１０ｐ、１０ｑ）と上部表示板（２０ｐ、２０ｑ）を有するので、液晶表示装置は全部で４つの表示板（１０ｐ、２０ｐ、１０ｑ、２０ｑ）を有する。
図５Ｂは本発明の実施例による表示装置を概略的に示した図である。表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００、下部表示板２００ｐおよび上部表示板２００ｑを有するので、全部で３つの表示板（１００、２００ｐ、２００ｑ）を有する。
この実験例で画素間距離は３００μｍ、液晶層の屈折率ｎ１＝１．０、基板の屈折率ｎ２＝１．５と２．０とした。
Figure 0005367302
 図５Ａおよび表１によれば、ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２であり、ｔａｎθ２＝３００/ｔであるので、視野角を６０°以上確保するためには、屈折率（ｎ２）＝２．０の高いガラス基板を使用する場合にも液晶層の間の厚さ（ｔ）を６２４μｍ以下に維持しなければならない。しかし、通常、基板一つの厚さ（約ｔ/２）が約５００μｍであるので、図５Ａのように、液晶層の間に二つの表示板（１０ｑ、２０ｐ）が使用されるとき、液晶層の間の２つの基板の厚さだけで１０００μｍであるので充分な視野角の確保が不可能である。
しかし、この実施例による表示装置は二つの液晶層を含むが、薄膜トランジスタ表示板１００の両面にそれぞれ薄膜素子構造物が形成されているので、全部で３つの表示板（１００、２００ｐ、２００ｐ）からなる。すなわち、図５Ｂに示すように、二つの液晶層の間に一つの基板のみが位置するので、液晶層の間の厚さ（ｔ）が５００μｍ程度で維持される。これにより、基板の屈折率（ｎ２）が２．０であるとき視野角８０°以上確保でき、基板の屈折率（ｎ２）が約１．５であるガラス基板を使用する場合にも視野角６０°まで確保できる。
このように、この実施例によれば画面コントラスト比を向上させることができると同時に充分な視野角も確保することができる。
次に、本発明の一実施例による表示装置の製造方法について図６および図７を図１〜図５とともに参照して詳細に説明する。
図６は表示装置の製造工程を順次に示すフローチャートであり、図７は基板に薄膜素子構造物が形成される工程を説明するための図である。
図６を参照すれば、まず、基板１１０の下面および上面にそれぞれ複数の薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）を形成する（ステップＳ１０）。より詳しくは、基板１１０の下面/上面の上に複数のゲート線および複数の維持電極（１３３ｐ、１３３ｑ）を形成し、その上にゲート絶縁膜（１４０ｐ、１４０ｑ）、半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）およびオーミックコンタクト部材（１６３ｐ、１６５ｐ、１６３ｑ、１６５ｑ）を順次に積層する。次に、上記構造物の上にソース電極（１７３ｐ、１７３ｑ）および端部を含むデータ線（１７１ｐ、１７１ｑ）とドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）を形成する。次に、半導体（１５４ｐ、１５４ｑ）の露出した部分、データ線（１７１ｐ、１７１ｑ）、ドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）およびゲート絶縁膜（１４０ｐ、１４０ｑ）の上に平坦化特性に優れて感光性を有する有機物質などで保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）を形成する。その後、保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）に複数のコンタクトホール（１８５ｐ、１８５ｑ）を形成し、これを介してドレイン電極（１７５ｐ、１７５ｑ）と接続される画素電極（１９１ｐ、１９１ｑ）を保護膜（１８０ｐ、１８０ｑ）の上に形成する。最後に基板１１０の上面に位置した画素電極１９１ｑおよび保護膜１８０ｑの上に偏光子１２を形成し、薄膜トランジスタ表示板１００を完成する。
薄膜トランジスタ表示板１００の製造の際に、基板１１０の下面に複数の薄膜素子構造物１５０ｐを形成してから基板１１０の上面に複数の薄膜素子構造物１５０ｑを別に形成することができるが、図７のように、基板１１０を支持部材（７０、８０）に固定し、スパッタリングなどの方法で基板１１０の両面に薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）を同時に形成することができる。このように基板１１０の両面に薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）を同時に形成すれば、薄膜トランジスタ表示板１００の製造工程時間を短縮することができる。
下部/上部表示板（２００ｐ、２００ｑ）の製造工程は、まず基板（２１０ｐ、２１０ｑ）に遮光部材（２２０ｐ、２２０ｑ）および蓋膜（２５０ｐ、２５０ｑ）を形成する。次にその上に共通電極（２７０ｐ、２７０ｑ）を形成する（ステップＳ２０）。上部表示板２００ｑの場合にはカラーフィルタ２３０も共に形成する（ステップＳ３０）。
次に、下部表示板２００ｐまたは薄膜トランジスタ表示板１００の上に液晶を滴下して下部液晶層３ｐを形成する（ステップＳ４０）。このように滴下注入法を用いれば、表示板（１００、２００ｐ、２００ｑ）組み立て後に行う真空注入法に比べて工程時間を短縮することができる。次いで、下部液晶層３ｐを介在して下部表示板２００ｐと薄膜トランジスタ表示板１００とを結合する（ステップＳ５０）。
次に、薄膜トランジスタ表示板１００または上部表示板２００ｑの上に液晶を滴下して上部液晶層３ｑを形成する（ステップＳ６０）。次に、上部液晶層３ｑを介在して薄膜トランジスタ表示板１００と上部表示板２００ｑを結合する（ステップ７０）。
次に、ゲート駆動部４００およびデータ駆動部５００を薄膜トランジスタ表示板１００に形成された配線と接続させて（ステップＳ８０）表示板組立体３００を完成する。
最後に、完成した表示板組立体３００をバックライトアセンブリー３４０とトップシャーシ６０と結合させると液晶表示装置１が完成する。
この実施例では下部および上部液晶層（３ｐ、３ｑ）を形成するために液晶を基板上に滴下する方法（滴下注入法）を用いたが、この他に表示板（１００、２００ｐ、２００ｑ）を全て結合した後、液晶を注入する真空注入法を用いることも可能である。
上述の通り、本発明では、上部表示板２００ｑ及び下部表示板２００ｐを薄膜トランジスタ表示板１００を介して互いに貼り合わせることで表示装置１を形成している。このとき、薄膜トランジスタ表示板１００の上部では画素電極１９１ｑの上部に偏光子１２を形成するが、下部では画素電極１９１ｐの上部に偏光子１２は形成しない。その点を除いて、下部薄膜素子構造物１５０ｐ及び上部薄膜素子構造物１５０ｑの製造方法は同一である。よって、下部及び上部の薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）の製造の際に同一のマスクパターンを用いれば良く、マスクパターンそのものの製造や下部及び上部の薄膜素子構造物（１５０ｐ、１５０ｑ）の位置合わせなどが容易であり製造工程が簡単化される。
一方、上部表示板２００ｑでは上部の遮光部材２２０ｑの開口部にフィルタ２３０を形成するが、下部表示板２００ｐでは下部の遮光部材２２０ｐの開口部にはフィルタ２３０を形成しない。その点を除いて上部表示板２００ｑ及び下部表示板２００ｐの製造方法は同じであるので、上述と同様に製造工程が簡単化される。
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に限定されず、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多様な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。
本発明の一実施例に係る表示装置の分解斜視図。 図１の表示板組立体をＩＩ-ＩＩ線に沿って切断した断面図。 図１の表示板組立体およびゲート駆動部の側面図の一例。 図１の表示板組立体およびゲート駆動部の側面図の他の例。 基準視野角を比較するために１対の表示板組立体を有する表示装置と、本発明の一実施例に係る表示装置を示した概略図。 基準視野角を比較するために１対の表示板組立体を有する表示装置と、本発明の一実施例に係る表示装置を示した概略図。 表示板組立体の製造工程の手順を示すフローチャート。 基板に薄膜素子構造物が形成される工程を説明するための図。
符号の説明
１…表示装置
３ｐ、３ｑ…液晶層
１２…偏光子
３０ｑ、３０ｐ、３００…表示板組立体
６０…トップシャーシ
７０、８０…支持部材
１００…薄膜トランジスタ表示板
２００ｑ、２００ｐ…上部および下部表示板
１１０、２１０ｐ、２１０ｑ…基板
１２４ｐ、１２４ｑ…ゲート電極
１３３ｐ、１３３ｑ…維持電極
１４０ｐ、１４０ｑ…ゲート絶縁膜
１５０ｐ、１５０ｑ…薄膜素子構造物
１５４ｐ、１５４ｑ…半導体
１６３ｐ、１６３ｑ、１６５ｐ、１６５ｑ…オーミック接触部材
１７１ｐ、１７１ｑ…データ線
１７３ｐ、１７３ｑ…ソース電極
１７５ｐ、１７５ｑ…ドレイン電極
１８０ｐ、１８０ｑ…保護膜
１８５ｐ、１８５ｑ…コンタクトホール（接触孔）
１９１ｐ、１９１ｑ…画素電極
２２０ｐ、２２０ｑ…遮光部材
２２５ｐ、２２５ｑ…開口部
２３０…カラーフィルタ
２５０ｐ、２５０ｑ…蓋膜
２７０ｐ、２７０ｑ…共通電極
３００…表示板組立体
４００、５００…ゲートおよびデータ駆動部
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ…フレキシブル印刷回路膜
４３０、５３０…異方性導電フィルム
４４０、５４０…集積回路チップ
４５０、５５０…印刷回路基板

Claims (19)

  1. 第１面および第２面を含む第１基板と、
    前記第１面の上に形成されて第１電極を含む第１薄膜素子構造物と、
    前記第２面の上に形成されて第２電極を含む第２薄膜素子構造物とを有し、
    前記第１および第２薄膜素子構造物は、
    それぞれゲート電極と、
    前記ゲート電極上に形成されているゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の上に形成されている半導体と、
    前記半導体の上に形成されているソース電極と、
    前記半導体の上に形成されて前記ソース電極と分離されているドレイン電極とを有し、
    前記第１薄膜素子構造物は、前記半導体の上に形成されている保護膜と、前記保護膜の上に形成されている偏光子とをさらに有する薄膜トランジスタ表示板。
  2. 前記第１電極は、保護膜と前記偏光子との間に位置し、前記ドレイン電極に接続されている請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
  3. 前記第１基板は、偏光子を含む請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
  4. 前記偏光子は、細線格子偏光子である請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示板。
  5. 前記第１薄膜素子構造物と前記第２薄膜素子構造物は、前記第１基板を中心に対称をなす請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ表示板。
  6. 第１面および第２面を含む第１基板と、
    前記第１面の上に形成されている第１薄膜素子構造物と、
    前記第２面の上に形成されている第２薄膜素子構造物と、
    前記第１薄膜素子構造物と対向する第２基板と、
    前記第２薄膜素子構造物と対向する第３基板と、
    前記第１薄膜素子構造物と前記第２基板との間に形成されている偏光子と、を有し、
    前記第１および第２薄膜素子構造物は、
    それぞれゲート電極と、
    前記ゲート電極上に形成されているゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の上に形成されている半導体と、
    前記半導体の上に形成されているソース電極と、
    前記半導体の上に形成されて前記ソース電極と分離されているドレイン電極とを有する表示装置。
  7. 前記第１基板は、細線格子偏光子を含む請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記第２基板および前記第３基板上にそれぞれ形成されている第１および第２共通電極をさらに有する請求項６又は７のいずれか一項に記載の表示装置。
  9. 前記第３基板上に形成されているカラーフィルタをさらに有する請求項８に記載の表示装置。
  10. 前記第１基板と前記第２基板との間および前記第１基板と前記第３基板との間にそれぞれ位置した第１および第２液晶層をさらに有する請求項６に記載の表示装置。
  11. 前記第１基板の前記第１面および前記第２面の上にそれぞれ付着されている第１および第２フレキシブル印刷回路膜と、
    前記第１および第２フレキシブル印刷回路膜に接続されている集積回路チップをさらに有する請求項６に記載の表示装置。
  12. 前記第１面の上に付着されている第１フレキシブル印刷回路膜と、
    前記第２面の上に付着されて前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている第２フレキシブル印刷回路膜と、
    前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている集積回路チップをさらに有する請求項６に記載の表示装置。
  13. 請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板と、
    前記薄膜トランジスタ表示板の両側にそれぞれ形成されている複数の液晶層と、
    前記複数の液晶層上にそれぞれ形成されている第１および第２表示板とを有する表示装置。
  14. 前記二つの液晶層間の基板の厚さが約５００μｍである請求項１３に記載の表示装置。
  15. 一端が前記第１基板の前記第１面の上に接続されている第１フレキシブル印刷回路膜と、
    前記第１フレキシブル印刷回路膜の他側端に接続されている集積回路チップと、
    一端が前記第１基板の前記第２面の上に接続され、他側端が前記第１フレキシブル印刷回路膜に接続されている第２フレキシブル印刷回路膜をさらに有する請求項１３に記載の表示装置。
  16. 請求項６に記載の表示装置の製造方法であって、
    第１基板の第１面に第１薄膜素子構造物を形成する段階と、
    前記第１基板の第２面に第２薄膜素子構造物を形成して第１表示板を完成する段階と、
    前記第１薄膜素子構造物と対向する第２表示板を形成する段階と、
    前記第２薄膜素子構造物と対向する第３表示板を形成する段階と、
    前記第１表示板と前記第２表示板との間および第１表示板と前記第３表示板との間にそれぞれ第１および第２液晶層を形成する段階とを含む表示装置の製造方法。
  17. 請求項６に記載の表示装置の製造方法であって、
    第１基板の第１面に第１薄膜素子構造物を形成する段階と、
    前記第１基板の第２面に第２薄膜素子構造物を形成して第１表示板を完成する段階と、
    前記第１表示板の第１薄膜素子構造物または第２表示板の上に第１液晶層を形成する段階と、
    前記第１液晶層を介在して前記第１表示板と前記第２表示板とを結合する段階と、
    前記第１表示板の第２薄膜素子構造物または第３表示板の上に第２液晶層を形成する段階と、
    前記第２液晶層を介在して前記第１表示板と前記第３表示板とを結合する段階とを含む表示装置の製造方法。
  18. 前記第１薄膜素子構造物の形成段階と、前記第２薄膜素子構造物の形成段階とが同時に行われる請求項１６または１７に記載の表示装置の製造方法。
  19. 集積回路チップの第１出力端子を前記第１薄膜素子構造物に接続する段階と、
    前記集積回路チップの第２出力端子を前記第２薄膜素子構造物に接続する段階とをさらに含む請求項１６または１７に記載の表示装置の製造方法。
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