JP5518463B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、現在、最も広く使用されている平板表示装置の１つであって、画素電極や共通電極などの電界生成電極（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている２枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とを含む。液晶表示装置は、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これによって液晶層の液晶分子の方向を決定し、入射光の偏光を制御することにより、映像を表示する。

液晶表示装置には薄膜トランジスタが形成される表示板が含まれる。この薄膜トランジスタ表示板には、種々の層の電極、半導体などがパターニングされ、一般にパターニング工程にマスク（ｍａｓｋ）を利用する。

ところで、液晶表示装置は、表示領域（ｄｉｓｐｌａｙ ａｒｅａ）と周辺領域（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ａｒｅａ）に区分され、液晶層の液晶分子は、表示領域と周辺領域の全てに充填されることがある。しかし、大型液晶表示装置の増加に伴って、周辺領域に位置する液晶分子の充填不良が表示領域の液晶分子の充填密度に影響を与えることがある。そのために、液晶表示装置の表示品質を低下させる恐れがある。

本発明の目的は、周辺領域に位置する液晶分子の充填不良を改善することにある。

また、本発明は、上記目的以外にも、具体的に言及されない他の技術的課題を達成することに用いることができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、表示領域及び周辺領域を含む基板、前記周辺領域に位置する突出部材パターン、及び前記周辺領域に位置し、第１領域及び第２領域を有する有機膜を含み、前記有機膜の第１領域の高さが前記周辺領域の前記有機膜の第２領域の高さより１．５μｍ以上高く、前記有機膜の第１領域は前記有機膜と前記突出部材パターンとが重畳する部分であり、前記有機膜の第２領域は前記有機膜と前記突出部材パターンとが重畳しない部分であることを特徴とする。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、前記有機膜上に位置し、第１領域及び第２領域を有する遮光部材をさらに含んでもよく、前記遮光部材の第１領域の高さが前記周辺領域の前記遮光部材の第２領域の高さより０．７μｍ以上高くても良い。前記遮光部材の第１領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳する部分であり、前記遮光部材の第２領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳しない部分である。

前記遮光部材の第１領域の高さが前記遮光部材の第２領域の高さより１．０μｍ以上高くても良く、前記突出部材パターンは柱状であってもよい。

前記有機膜の下に無機絶縁膜が位置してもよい。

前記周辺領域の前記有機膜の開口部の大きさと前記無機絶縁膜の開口部の大きさとが実質的に同一であってもよい。

前記液晶表示装置は、前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同一の層に位置する隔壁パターン、及び前記隔壁パターンによって定義された領域に形成されたカラーフィルタをさらに含んでもよい。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、表示領域及び周辺領域を含む基板、前記周辺領域に位置する柱状の突出部材パターン、及び前記周辺領域に位置する有機膜を含み、前記有機膜は第３領域を含み、前記有機膜の第３領域は前記突出部材パターンを取り囲む凹部であることを特徴とする。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、前記有機膜は第１領域を有し、前記有機膜の第１領域の高さが前記有機膜の第３領域の高さより１．０μｍ以上高くても良い。前記有機膜の第１領域は前記有機膜と前記突出部材パターンとが重畳する部分である。前記突出部材パターンは柱状であってもよい。

前記液晶表示装置は、前記有機膜上に位置し、第１領域及び第２領域を有する遮光部材をさらに含んでもよく、前記遮光部材の第１領域の高さが前記遮光部材の第２領域の高さより０．７μｍ以上高くても良い。前記遮光部材の第１領域は前記遮光部材で前記突出部材パターンと重畳する部分であり、前記遮光部材の第２領域は前記遮光部材で前記有機膜の第３領域と重畳する部分である。

前記遮光部材の第１領域の高さが前記遮光部材の第２領域の高さより１．０μｍ以上高くても良い。

前記液晶表示装置は、前記有機膜上に位置する密封材をさらに含んでもよく、前記有機膜の第２領域で前記密封材と重畳する部分の高さは、前記有機膜の第２領域で前記密封材と重畳しない部分の高さより高くてもよい。

前記液晶表示装置は、前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同一の層に位置する隔壁パターン、及び前記隔壁パターンによって定義された領域に形成されている少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含んでもよい。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置は、表示領域及び周辺領域を含む基板、前記周辺領域に位置する柱状の突出部材パターン、前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同一の層に位置する隔壁パターン、及び前記隔壁パターンによって定義された領域に位置する少なくとも１つのカラーフィルタを含む。

本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法は、表示領域及び周辺領域を含む基板上の前記周辺領域に突出部材パターンを形成すること、及び局部的に光透過量が異なるマスクを利用して前記突出部材パターンの上に有機膜を形成することを含み、前記マスクは半透過領域を含み、前記突出部材パターンと重畳しない領域は前記半透過領域に対応することを特徴とする。

前記ハーフトーンマスクは透過領域または遮光領域を含み、前記透過領域または前記遮光領域は前記突出部材パターンに対応してもよい。

前記ハーフトーンマスクは透過領域または遮光領域を含み、前記透過領域または前記遮光領域は前記突出部材パターンの一部に対応してもよい。

前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同時に形成された隔壁パターンを形成し、前記隔壁パターンによって定義された領域にカラーフィルタを形成することをさらに含んでもよい。

前記有機膜上に遮光部材を形成することをさらに含んでもよく、遮光部材の第１領域の高さが前記周辺領域の遮光部材の第２領域の高さより１．０μｍ以上高くても良い。前記遮光部材の第１領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳する部分であり、前記遮光部材の第２領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳しない部分である。

前記有機膜の下に無機絶縁膜を形成することをさらに含んでもよい。

前記有機膜をマスクとして前記有機膜の下に形成された無機絶縁膜をエッチングすることをさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、薄膜トランジスタ表示板と対向基板とが周辺領域で一時的に付着することを防止することにより、周辺領域に充填される液晶分子の密度を均一に維持することができ、これにより、液晶表示装置の表示品質を改善することができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置を含む液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図２の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 液晶表示装置の製造工程を示す概略図である。 液晶表示装置の製造工程を示す概略図である。 図６で用いられるマスクの平面図である。 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製造工程に用いられるマスクの平面図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図９の液晶表示装置の製造工程に用いられるマスクの平面図である。 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製造工程に用いられるマスクの平面図である。

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。本発明は多様に相異する形態で実現でき、ここに説明する実施形態に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の図面符号を付けた。また、広く知られている公知技術の場合、その具体的な説明は省略する。

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。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、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、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。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“すぐ下”にあるとする時、これは他の部分の“すぐ下”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の“すぐ下”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。

以下、本発明の実施形態による液晶表示装置について、図１乃至図４を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する等価回路図であり、図２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図３は、図２の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、図２の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と対向表示板２００、及びその間に挿入されている液晶層３を含む。薄膜トランジスタ表示板１００は、複数のゲート線ＧＬ、複数対のデータ線ＤＬａ、ＤＬｂ、及び複数の維持電極線ＳＬを含む信号線と、これに接続された複数の画素ＰＸとを含む。

各画素ＰＸは一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂを含み、副画素ＰＸａ、ＰＸｂは、スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂ、及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂを含む。

スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂは、薄膜トランジスタ表示板１００に備えられる薄膜トランジスタであって、制御端子はゲート線ＧＬと接続されており、入力端子はデータ線ＤＬａ、ＤＬｂと接続されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂ及びストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂと接続されている。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂはそれぞれ、一方の端子が副画素電極１９１ａ、１９１ｂと接続され、他方の端子が共通電極２７０と接続される二端子を有し、二端子の間の液晶層３部分が誘電体として形成される。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂは、薄膜トランジスタ表示板１００に具備された維持電極線ＳＬと副画素電極１９１ａ、１９１ｂとが絶縁体を介在して重畳して形成され、維持電極線ＳＬには共通電圧Ｖｃｏｍなどの所定の電圧が印加される。

図１及び図２を参照すれば、ガラス、プラスチックなどで作られた絶縁性基板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。各ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、ほぼ行方向に延びている。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と実質的に平行に延びた幹線１３１と、これから延び出た複数の維持電極１３５とを含む。このとき、維持電極線１３１と維持電極１３５の形状と配置は多様に変更できる。また、維持電極線１３１と維持電極１３５は省略可能である。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１、１３５の上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などを含んでもよい。

ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化アモルファスシリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）（アモルファスシリコンは、略してａ−Ｓｉと記す）、または多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）などを含む複数の半導体１５４ａ、１５４ｂが形成されている。

半導体１５４ａ、１５４ｂの上には、それぞれ複数対のオーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ｂ、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、金属シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化アモルファスシリコンなどの物質を含んでもよい。

オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ｂ、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と、データ線の端部１７９ａ、１７９ｂとが形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは列方向に延び、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及び第２ゲート電極１２４ｂに向かって延び、Ｕ字状に曲がった形状を有する第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、第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂを中心として、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を形成する。薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂのチャネルは、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に形成されている。第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、それぞれ液晶表示装置の画素電極１９１ａ、１９１ｂと接続されている。

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、及びドレイン電極１７５ａ、１７５ｂの間に位置する。

第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂに存在するチャネルの部分を除いた第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂと、オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂと、第１ソース電極１７３ａ、第２ソース電極１７３ｂ、第１ドレイン電極１７５ａ、及び第２ドレイン電極１７５ｂを含むデータ線１７１ａ、１７１ｂの３つの層は、平面形状が実質的に同一の形状であってもよい。これらの３つの層は１枚のマスクを用いて形成してもよい。また、第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂ、オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、島型（ｉｓｌａｎｄ ｔｙｐｅ）に形成されてもよい。その他にも、これらの３つの層の形状は多様に変更可能である。

データ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、及び半導体１５４ａ、１５４ｂの露出した部分の上には、窒化ケイ素、酸化ケイ素などを含む無機絶縁膜１８０ｐが形成されてもよい。しかし、無機絶縁膜１８０ｐは省略可能である。

無機絶縁膜１８０ｐの上には、隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）パターン１８０ｒと突出部材（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ ｍｅｍｂｅｒ）パターン１８０ｓとが同一の層に形成されてもよく、同一の材料を含んでもよい。

隔壁パターン１８０ｒは表示領域ＤＡに位置し、データ線１７１ａ、１７１ｂに沿って列方向に延びており、データ線１７１ａ、１７１ｂと重畳し、ほぼデータ線１７１ａ、１７１ｂを覆っている。また、隔壁パターン１８０ｒは薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂと重畳してもよい。さらに、隔壁パターン１８０ｒはドレイン電極１７５ａ、１７５ｂと重畳してもよく、この場合、隔壁パターン１８０ｒにはコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成される。隔壁パターン１８０ｒは、各カラーフィルタの形成される領域を隔てる提（ｂａｒｒｉｅｒ）のような役割を果たしてもよく、インクジェット方式で、隔壁パターン１８０ｒの間に、青色カラーフィルタ２３０Ｂ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、及び赤色カラーフィルタ（図示せず）が形成されてもよい。つまり、各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇは、隔壁パターン１８０ｒによって定義された領域に形成されてもよい。隔壁パターン１８０ｒの厚さは、ほぼ３μｍ程度であってもよく、カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇの高さより若干高いこともある。

突出部材パターン１８０ｓは、周辺領域ＰＡに位置し、ほぼ柱状に突出している形状であってもよい。突出部材パターン１８０ｓの平面形状はほぼ円形であるが、八角形、四角形、三角形、線状（ｓｔｒｉｐｅ ｔｙｐｅ）などの形状を有しても良い。複数の突出部材パターン１８０ｓは、ほぼ一定の間隔で表示領域ＤＡを取り囲むように配置されてもよい。また、複数の突出部材パターン１８０ｓは、表示領域ＤＡの周りを一回以上取り囲むように配置されてもよい。その他にも、突出部材パターン１８０ｓの形状及び配置は多様に変更可能である。突出部材パターン１８０ｓの厚さは、隔壁パターン１８０ｒの厚さと実質的に同一であってもよい。隔壁パターン１８０ｒと突出部材パターン１８０ｓとは同一の工程で同時に形成されてもよく、この場合、同一の材料を含む。隔壁パターン１８０ｒと突出部材パターン１８０ｓは透明な有機物質を含んでもよい。さらに、隔壁パターン１８０ｒと突出部材パターン１８０ｓとは感光性物質を含んでもよい。また、隔壁パターン１８０ｒと突出部材パターン１８０ｓは、光学密度（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）がほぼ４．０以上であり、遮光部材（ｌｉｇｈｔ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）の役割を果たす材料を用いても良い。その他にも、隔壁パターン１８０ｒと突出部材パターン１８０ｓの材料は多様に変更されてもよい。

無機絶縁膜１８０ｐの上に青色カラーフィルタ２３０Ｂ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、及び赤色カラーフィルタ（図示せず）が形成されている。各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇは隔壁パターン１８０ｒの間に位置することができる。このとき、各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇは帯状であってもよい。各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇはインクジェット工程によって印刷されるので、工程が簡易なものとなる。一方、各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇは、薄膜トランジスタ表示板１００の代わりに対向表示板２００に形成しても良い。

各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇの上に有機膜１８０ｑが形成されている。有機膜１８０ｑは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、感光性有機物質などを含んでもよい。表示領域ＤＡに位置する有機膜１８０ｑは、薄膜トランジスタ表示板を平坦化する役割を果たす。

また、ハーフトーンマスク（ｈａｌｆ-ｔｏｎｅ ｍａｓｋ）２０を用いて、周辺領域ＰＡに位置する有機膜１８０ｑのうち、突出部材パターン１８０ｓと重畳する領域を除いた部分を、一定の厚さに形成されるように除去してもよい。ハーフトーンマスクは、局部的に光透過量が互いに異なる領域を含むマスクであり、光が全て透過する透過領域、光が全て遮断される遮光領域、及び光が一部だけ通過する半透過領域を含んでもよい。半透過領域に複数のスリットをぎっしりと形成するか、薄い金属膜を付着するなどの方法によって露光量を調節してもよい。

有機膜１８０ｑが形成される領域のうち突出部材パターン１８０ｓと重畳する第１領域と、有機膜１８０ｑが形成される領域のうち突出部材パターン１８０ｓと重畳しない第２領域との高さの差Ｄ１は、ほぼ１．５μｍ以上であってもよい。これにより、突出部材パターン１８０ｓと重畳する有機膜１８０ｑの第１領域は、突出部材パターン１８０ｓと共に周辺領域ＰＡの間隔材（ｓｐａｃｅｒ）としての役割を果たすことができる。さらにその高さの差Ｄ１がほぼ２μｍ以上である場合、周辺領域ＰＡの間隔材の役割をよりうまく果たすことができる。なお、本明細書で、各層の高さとは、基板の上部表面から各層の上部表面までの高さを意味する。

一方、ハーフトーンマスクを使用せずに、周辺領域に有機膜を形成する従来の技術によれば、有機膜の下に隔壁部が位置するにもかかわらず、有機膜の平坦化効果のため、隔壁部周辺での有機膜の段差がほぼ０．６μｍ以下になる。したがって、間隔材の役割を果たすことが困難である。

有機膜１８０ｑの上には複数の画素電極１９１と接続部材８２とが形成されている。複数の画素電極１９１と接続部材８２は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの同一の材料を含んでもよく、同一の工程で同時に形成できる。

各画素電極１９１は、間隙９１を間におい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。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂの全体的な形状は四角形であってもよい。画素電極１９１の全体のうち、第２副画素電極１９１ｂが占める面積が、第１副画素電極１９１ａが占める面積より大きくても良い。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、コンタクトホール１８５ａ、１８５ｂによって第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂと物理的、電気的に接続され、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。

画素電極１９１の上には遮光部材２２０が形成されている。表示領域ＤＡに位置する遮光部材２２０は、データ線１７１ａ、１７１ｂと平行にほぼ列方向に延び、第１薄膜トランジスタＱａ及び第２薄膜トランジスタＱｂを覆う突出部を含んでもよい。また、遮光部材２２０は各カラーフィルタ２３０Ｂ、２３０Ｇの間を覆うことによって光漏れを防止する。一方、周辺領域ＰＡに位置する遮光部材２２０は、周辺領域をほぼ均一な厚さに覆うことができる。遮光部材２２０は、薄膜トランジスタ表示板１００の代わりに対向表示板２００に形成してもよい。

突出部材パターン１８０ｓの周囲で遮光部材２２０領域の高さの差Ｄ２はほぼ０．７μｍ以上であってもよい。つまり、遮光部材２２０と突出部材パターン１８０ｓとが重畳する部分の遮光部材の第１領域の高さと、遮光部材２２０と突出部材パターン１８０ｓとが重畳しない周辺領域の遮光部材の第２領域との高さの差Ｄ２は、ほぼ０．７μｍ以上であってもよい。このような高さの差Ｄ２により、薄膜トランジスタ表示板１００と対向表示板２００とが周辺領域ＰＡで一時的に付着することが防止され、周辺領域ＰＡに充填される液晶分子の密度が均一に維持される。これにより、液晶表示装置全体の液晶分子の密度が均一に維持されることにより、液晶表示装置の表示品質が改善される。さらに、遮光部材の第１領域と遮光部材の第２領域との高さの差Ｄ２はほぼ１μｍ以上であっても良く、この場合、液晶表示装置の表示品質がさらに改善される。

一方、ハーフトーンマスクを利用せずに有機膜を形成する従来技術の場合、周辺領域に隔壁部が存在しても、周辺領域全体が、例えば、ほぼ０．６μｍ以下に平坦化されるため、周辺領域での基板の付着を防止することが困難になり得る。

画素電極１９１の上には、遮光部材２２０と同一の層に間隔材３２０が形成されてもよい。しかし、間隔材３２０は遮光部材２２０とは異なる層に形成されてもよい。間隔材３２０は液晶層３のギャップを維持する役割を果たし、柱状間隔材（ｃｏｌｕｍｎａｒ ｓｐａｃｅｒ）３２０であっても良い。柱状間隔材３２０は、第１薄膜トランジスタＱａ及び第２薄膜トランジスタＱｂの間に位置してもよい。

遮光部材２２０と柱状間隔材３２０は同一の材料を含んでもよく、ハーフトーンマスクなどを用いて互いに異なる厚さに形成してもよい。その他にも、柱状間隔材３２０の配置と形状とは多様に変更可能である。

複数の画素電極１９１と接続部材８２の上には下部配向膜１１が形成されている。接続部材８２はコンタクトホール１８２によってデータ線の端部１７９ａと接触する。

周辺領域ＰＡには密封材（ｓｅａｌａｎｔ）３１０が表示領域ＤＡを取り囲んでおり、密封材３１０は有機膜１８０ｑの上に形成されている。密封材３１０と重畳する有機膜１８０ｑに対応する領域がマスクの半透過領域に対応するので、密封材３１０と重畳する有機膜１８０ｑの厚さは、突出部材パターン１８０ｓの周囲の有機膜１８０ｑの厚さと同じ程度となる。

しかし、密封材３１０と重畳する有機膜１８０ｑに対応する領域をマスクの透過領域または遮光領域に対応させてもよく、この場合、密封材３１０と重畳する有機膜１８０ｑの厚さは、突出部材パターン１８０ｓの周囲の有機膜１８０ｑの厚さより厚くすることができる。これにより、密封材３１０の厚さを減らすことができる。

以下、図１乃至図４の液晶表示装置の製造方法について図５乃至図７を参照して説明する。上述した図１乃至図４の液晶表示装置と重複する説明は省略する。

図５乃至図６は、液晶表示装置の製造工程を示す概略図であり、図７は、図６で用いられるマスクの平面図を示す。

基板１１０の上に、ゲート線１２１、維持電極線１３１、１３５などを形成する。

次に、ゲート線１２１と維持電極線１３１、１３５の上にゲート絶縁膜１４０を形成する。

次に、ゲート絶縁膜１４０の上に、半導体１５４と、オーミックコンタクト部材１６１ａ、１６１ｂ、１６３ｂ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂと、データ線１７１ａ、１７１ｂ及びドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの３つの層を順次に積層した後、フォトエッチング工程によって形成する。

次に、無機絶縁膜１８０ｐを形成する。このとき、無機絶縁膜１８０ｐは開口部を含み、有機膜１８０ｑの開口部と共にコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂを形成してもよい。このとき、無機絶縁膜１８０ｐの開口部と有機膜１８０ｑの開口部は実質的に同一であってもよい。有機膜１８０ｑをマスクとして無機絶縁膜１８０ｐをエッチングして、無機絶縁膜１８０ｐの開口部を形成してもよい。

次に、図５及び図２を参照すると、無機絶縁膜１８０ｐの上に隔壁パターン１８０ｒ及び突出部材パターン１８０ｓを同時に形成する。

次に、図６及び図２を参照すると、隔壁パターン１８０ｒ及び突出部材パターン１８０ｓの上に有機膜１８０ｑを形成する。有機膜１８０ｑが陰性感光性有機物質（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む場合、ハーフトーンマスク２０を利用して、周辺領域ＰＡに位置する有機膜１８０ｑのうち、突出部材パターン１８０ｓと重畳する領域を除いた残りの領域を、均一な厚さに除去することができる。つまり、図７を参照すれば、ハーフトーンマスク２０は、光を全て透過する透過領域２０ａ、光の一部を透過する半透過領域２０ｂ、及び光を全て遮断する遮光領域（図示せず）を全て含んでもよい。このとき、半透過領域２０ｂは、スリットパターン、格子パターン、或いは、透過率が中間であるかまたは厚さが中間である薄膜が備えられる。また、透過領域２０ａと半透過領域２０ｂとの境界線は、突出部材パターン１８０ｓの外周（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ）の内側に位置する。

これにより、マスク２０を配置した状態で、露光及び現像工程を行えば、半透過領域２０ｂに位置する有機膜１８０ｑはその厚さが薄くなるため、突出部材パターン１８０ｓの周囲で有機膜１８０ｑの領域の高さに差Ｄ１が発生する。このとき、その高さの差Ｄ１は約１．５μｍ以上であってもよい。有機膜１８０ｑが陽性感光性有機物質（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む場合、ハーフトーンマスク２０の透過領域２０ａが遮光領域に変わることを除いては、陰性感光性有機物質を含む場合と同一である。

次に、有機膜１８０ｑの上に画素電極１９１と接続部材８２を形成する。

次に、画素電極１９１と接続部材８２の上に遮光部材２２０と間隔材３２０を同時に形成する。突出部材パターン１８０ｓの周囲での遮光部材の第１領域と遮光部材の第２領域との高さの差Ｄ２は約０．７μｍ以上であってもよい。さらに、高さの差Ｄ２は約１．０μｍ以上であっても良い。

次に、画素電極１９１、遮光部材２２０、及び間隔材３２０の上には下部配向膜１１を形成する。

次に、下部配向膜１１の上に液晶層３を形成する。

そして、対向基板２１０の上に共通電極２７０を形成する。

次に、共通電極２７０の上に上部配向膜（図示せず）を形成する。

次に、対向基板２１０の上に形成されている共通電極２７０が液晶層３と接触するように対向表示板２００を配置し、薄膜トランジスタ表示板１００と対向表示板２００とを結合する。

しかし、液晶層３を対向基板２１０の共通電極２７０の上に形成する場合、薄膜トランジスタ表示板１００に形成されている間隔材３２０が液晶層３と接触するように対向表示板２００を配置し、薄膜トランジスタ表示板１００と対向表示板２００とを結合する。

薄膜トランジスタと電極を形成する方法は、通常の薄膜形成方法である薄膜蒸着、フォトエッチングによるパターニングなどの方法を使用してもよい。

上述した図５乃至図７の製造方法によって液晶表示装置を製造した。このとき、製造条件として、突出部材パターン１８０ｓの厚さは約３．０μｍ、有機膜１８０ｑの厚さは約２．５μｍ、遮光部材２２０の厚さは約４．０μｍであった。その結果、有機膜１８０ｑの高さの差Ｄ１は約２．１２μｍと測定され、遮光部材２２０の高さの差Ｄ２は約１．３２μｍと測定された。

以下、図８を参照して、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。図５乃至図７の液晶表示装置の製造方法と重複する説明は省略する。

図８は、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製造工程に用いられるマスクの平面図である。

透過領域２０ａと半透過領域２０ｂの境界線が、突出部材パターン１８０ｓの外周よりも外側に位置し、また、突出部材パターン１８０ｓの外周と実質的に一致することを除いては、上述した図５乃至図７の説明を同様にあてはめることができる。

上述した図８の製造方法によって液晶表示装置を製造する。このとき、製造条件として、突出部材パターン１８０ｓの厚さは約３．０μｍ、有機膜１８０ｑの厚さは約２．５μｍ、遮光部材２２０の厚さは約４．０μｍであった。その結果、有機膜１８０ｑの高さの差Ｄ１は約２．０７μｍと測定され、遮光部材２２０の高さの差Ｄ２は約１．２５μｍと測定された。

以下、図９乃至図１０を参照して、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。図５乃至図７の液晶表示装置の製造方法と重複する説明は省略する。

図９は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図であり、図１０は、図９の液晶表示装置の製造工程に用いられるマスクの平面図である。

マスク２０の半透過領域２０ｂが、突出部材パターン１８０ｓの中心からほぼ０．１ｍｍ以下の領域に位置する。半透過領域２０ｂは透過領域２０ａを取り囲んでいる環状の構造である。このとき、半透過領域２０ｂの外周の形状は四角形以外にも、円形、八角形、三角形など多様に変更してもよい。また、半透過領域２０ｂの内部に位置する境界線は、突出部材パターン１８０ｓの外周の内側に位置しており、透過領域２０ａの境界線と一致する。

有機膜１８０ｑを形成するとき、図１０のマスクを用いる場合、図９に示したように、ほぼ半透過領域２０ｂの形状のとおりに突出部材パターン１８０ｓの周りに凹部の形態で有機膜１８０ｑの第３領域が形成される。有機膜１８０ｑのうち突出部材パターン１８０ｓと重畳する部分の有機膜１８０ｑの第１領域と、有機膜１８０ｑの第３領域との高さの差Ｄ１はほぼ１μｍ以上である。

有機膜１８０ｑの上には遮光部材２２０を形成してもよい。遮光部材２２０のうち突出部材パターン１８０ｓと重畳する部分と、遮光部材２２０のうち有機膜１８０ｑの第３領域と重畳する部分との高さの差Ｄ２はほぼ０．７μｍ以上である。さらに、高さの差Ｄ２はほぼ１．０μｍ以上であっても良く、この場合、液晶表示装置の表示品質がさらに改善できる。

その他に、前述した図１乃至図４の液晶表示装置及び図５乃至図７の液晶表示装置の製造方法に対する説明を同様にあてはめることができる。

以下、図１１を参照して、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。図８乃至図９の液晶表示装置の製造方法と重複する説明は省略する。

図１１は、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製造工程に用いられるマスクの平面図である。

半透過領域２０ｂ内部の境界線が、突出部材パターン１８０ｓの外周の外側に位置し、また、突出部材パターン１８０ｓの外周と実質的に一致することを除いては、上述した図８乃至図９の説明を同様にあてはめることができる。

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、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用い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。

２０ マスク
２０ａ 透過領域
２０ｂ 半透過領域
１４０ ゲート絶縁膜
１８０ｐ 無機絶縁膜
１８０ｑ 有機膜
１８０ｒ 隔壁パターン
１８０ｓ 突出部材パターン
２２０ 遮光部材
３１０ 密封材
３２０ 間隔材

Claims (11)

1. 表示領域及び周辺領域を含む基板、
   前記周辺領域に位置する突出部材パターン、
   前記周辺領域に位置し、第１領域及び第２領域を有する有機膜、及び
   前記有機膜上に位置し、第１領域及び第２領域を有する遮光部材を含み、
   前記有機膜の第１領域の高さが前記周辺領域の前記有機膜の第２領域の高さより１．５μｍ以上高く、前記有機膜の第１領域は前記有機膜と前記突出部材パターンとが重畳する部分であり、前記有機膜の第２領域は前記有機膜と前記突出部材パターンとが重畳しない部分であり、
   前記遮光部材の第１領域の高さが前記周辺領域の前記遮光部材の第２領域の高さより０．７μｍ以上高く、前記遮光部材の第１領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳する部分であり、前記遮光部材の第２領域は前記遮光部材と前記突出部材パターンとが重畳しない部分である液晶表示装置。
2. 前記遮光部材の第１領域の高さが前記遮光部材の第２領域の高さより１．０μｍ以上高く、前記突出部材パターンは柱状である、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記有機膜の下に無機絶縁膜が位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記有機膜及び前記無機絶縁膜はそれぞれ複数の開口部を有し、
   前記有機膜の前記複数の開口部と前記無機絶縁膜の前記複数の開口部とはそれぞれ重畳して複数のコンタクトホールを形成し、
   前記周辺領域に配置された前記有機膜の前記開口部の大きさと、前記周辺領域に配置された前記無機絶縁膜の前記開口部の大きさとが実質的に同一である、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同一の層に位置する隔壁パターン、及び
   前記隔壁パターンによって囲まれた領域に形成されたカラーフィルタをさらに含む、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記有機膜は、前記突出部材パターンを取り囲む凹部を含む第３領域を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記有機膜の第１領域の高さが前記有機膜の第３領域の高さより１．０μｍ以上高く、
   前記突出部材パターンは柱状である、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記遮光部材の第１領域の高さが、前記遮光部材の前記有機膜の第３領域と重畳する部分の高さより、０．７μｍ以上高い、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記遮光部材の第１領域の高さが前記遮光部材の前記有機膜の第３領域と重畳する部分の高さより１．０μｍ以上高い、請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記有機膜上に位置する密封材をさらに含み、
    前記有機膜の第２領域で前記密封材と重畳する部分の高さは、前記有機膜の第２領域で前記密封材と重畳しない部分の高さより高い、請求項７に記載の液晶表示装置。
11. 前記表示領域に位置し、前記突出部材パターンと同一の物質を含み、前記突出部材パターンと同一の層に位置する隔壁パターン、及び
    前記隔壁パターンによって囲まれた領域に形成されている少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含む、請求項６に記載の液晶表示装置。