KR19990074563A - A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same - Google Patents

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탁영미
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윤종용
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Abstract

절연 기판 위에 게이트 전극이 형성되어 있고, 그 위에 절연막, 반도체층이 형성되어 있으며, 그 위에 게이트 전극을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있는 소스 및 드레인 전극이 형성되어 있다. Isolated and the gate electrode is formed on a substrate, that can be found on the insulating film, a semiconductor layer is formed, and the center of the source and drain electrodes are formed which are separated on either side by a gate electrode on. 그 위에 보호막이 형성되어 있으며, 그 위에 보호막에 형성되어 있는 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다. That the protective film is formed on, and is connected to the drain electrode and a pixel electrode is formed in through the contact hole formed in the protective film thereon. 소스 및 드레인 전극 위의 보호막 위에 절연재로 이루어진 스페이서가 고정되어 있다. A spacer made of an insulating material on the passivation layer above the source and drain electrodes is fixed.
위와 같은 구조를 갖는 박막 트랜지스터 기판을 하부 기판으로 하는 액정 표시 장치에서는, 스페이서가 하부 기판 위에 절연재로 형성되어 있어 종래의 액정 표시 장치에서처럼, 스페이서를 따로 산포하지 않아도 되므로, 스페이서가 액정 사이에 위치함으로 인해 발생하는 불량을 방지할 수 있으며, 따라서, 액정 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In the liquid crystal display device of a TFT array panel having a structure as above, the lower substrate, since the spacer is here formed of an insulating material on the lower substrate, as in the conventional liquid crystal display, no need sprayed with spacers separately, by the spacer is placed between the liquid crystal to prevent defects that are caused, and therefore, it is possible to improve the reliability of the liquid crystal display device.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신뢰성을 향상시킨 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display apparatus and relates to a manufacturing method, and more particularly, to a liquid crystal display device with improved reliability and its manufacturing method.

일반적으로 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하는 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 위치한 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 빛의 투과와 차단을 조절하여 표시 기능을 수행한다. In general, a liquid crystal display device using a TFT as a switching device performs by changing the alignment direction of liquid crystal molecules control the transmission and interruption of light to display is located between the two substrates.

그러면, 도면을 참고로 하여 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. Then, with reference to the drawings will be described a liquid crystal display device according to the prior art.

도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1을 참고로 하여 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다. Figure 1 is a general cross-sectional view of the liquid crystal display device, with reference to Figure 1 will be described with respect to the structure of the liquid crystal display device according to the prior art.

투명한 하부 절연 기판(1) 위에 박막 트랜지스터(2) 및 배선, 전극 등이 형성되어 있고, 하부 기판(1)에 대응하는 상부 기판(4)에는 컬러 필터(5)와 블랙 매트릭스(6) 등이 형성되어 있으며, 그 위에 공통 전극(7)이 형성되어 있다. And a transparent lower insulating substrate (1) on a thin film transistor (2) and the wiring, electrode, etc. are formed, an upper substrate 4 corresponding to the lower substrate (1) such as a color filter 5 and the black matrix 6 It is formed, and that has a common electrode 7 is formed on. 상부 기판(1) 및 하부 기판(4)에는 액정을 배향하기 위한 배향막(3, 8)이 각각 형성되어 있고, 두 기판(1, 4)은 일정한 간격(gap)을 두고 접착제(11)에 의해 서로 고정되어 결합하고 있으며, 그 사이에는 액정(10)과 두 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 스페이서(9)가 주입되어 있다. An upper substrate 1 and lower substrate 4 has a alignment film (3, 8) for orienting the liquid crystal is formed in each of the two substrates (1, 4) with a predetermined interval (gap) by an adhesive (11) are bonded to each other is fixed, and in between there is a spacer (9) for maintaining the separation between the liquid crystal 10 and the two substrate injection.

위와 같은 구조를 가진 액정 표시 장치의 제조 방법은 다음과 같다. The above method of manufacturing the liquid crystal display device having the above structure is as follows.

먼저, 투명 절연 기판(1) 위에 박막 트랜지스터(2), 배선 및 전극 등을 형성한 후, 그 위에 배향막(3)을 전면에 걸쳐 형성한다. First, a transparent insulating substrate (1) on a thin film transistor (2), and after forming the wiring and electrodes and the like, formed over the over the alignment layer 3 on the entire surface.

한편, 또 다른 투명 절연 기판(4) 위에 컬러 필터(5)와 블랙 매트릭스(6)등을 형성한 후, 그 위에 공통 전극(7) 및 배향막(8)을 차례로 형성한다. On the other hand, again form the other transparent insulating substrate 4, color filter 5 and the black matrix 6 after forming and the like, a common electrode 7 and the alignment film 8 on the above order. 다음, 위의 두 기판(1, 4)을 결합하기 위한 접착제(11)를 하나의 기판 위에 인쇄하고 또 다른 기판 위에는 두 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(9)를 산포한다. Next, the sprayed with spacers (9) for printing the adhesive 11 onto one of the substrate and maintain a constant distance between the two substrates formed on another substrate to join the two substrates (1, 4), above. 다음, 두 기판(1, 4)을 조립하여 셀을 형성한 후, 두 기판(1, 4) 사이의 간격의 정밀도를 향상시키기 위해 열과 압력을 이용하여 접착제를 경화시키는 프레스(press) 공정을 실시한다. Then, after assembling the two substrates (1, 4) forming a cell, subjected to a press (press) the step of curing the adhesive using heat and pressure in order to improve the distance accuracy between the two substrates (1, 4) do. 다음, 셀 내에 진공 주입법을 이용하여 액정(10)을 주입한다. Next, the injection of the liquid crystal 10 by using the vacuum injection into the cell.

한편, 위와 같은 제조 방법에서 스페이서를 산포하기 위해서는 습식 산포 방식 또는 건식 산포 방식을 이용하는데, 이러한 방식으로 산포할 경우, 산포의 불균일성 또는 스페이서의 뭉침 등이 발생할 수 있고, 접착제를 경화하기 위한 프레스 공정에서 기판에 압력이 가해질 때, 강도가 센 재료로 이루어져 있는 스페이서가 박막 트랜지스터 기판의 절연막을 파괴하여 게이트선 및 데이터선의 단락이 발생할 수 있다. On the other hand, in order to scatter the spacer in the above manufacturing method for a wet dispersion method or a dry spraying method, if the variation in this way, it is possible to cause the aggregation, such as non-uniformity or the spacer of the dispersion, the pressing process for curing the adhesive when this pressure is applied to the substrate, the strength of a spacer consisting of a sensor material may cause a gate line and data line short-circuit by breaking an insulating film of the thin film transistor substrate. 또한, 화소 전극 위 등 표시 영역에 위치하는 스페이서는 액정 사이에서 이물질로서 작용하여 이상 배향의 원인이 되어 스페이서 주변에 광 누설(leak)을 유발하기 쉽다. In addition, a spacer which is located in such a display area above the pixel electrode is a cause of abnormal orientation acts as a foreign matter between the liquid crystal tends to cause light leakage (leak) around the spacers. 이와 더불어 액정의 동작 불량 여부를 확인하는 신뢰성 시험인 진동 시험에서 스페이서가 진동에 의해 이동하게 되고, 이 때, 표면 경도가 높은 스페이서가 배향막 표면을 긁어 흠집을 내며, 결과적으로, 액정 표시 장치의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. In addition, the spacer in the reliability test of the vibration test to check the operation failure if the liquid crystal is moved by the vibration, and in this case, the surface hardness high spacer scratch the alignment film surface naemyeo scratches and, as a result, reliability of the liquid crystal display device the tteurige is dropped.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 신뢰성을 향상시킨 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. Problem The present invention is to provide a liquid crystal display device and its manufacturing method that improves the reliability.

도 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고, 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view of a TFT array panel for an LCD according to an embodiment of the present invention.

이러한 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 박막 트랜지스터 기판의 소스 및 드레인 전극 위에 절연재로 구성된 스페이서를 형성한다. In order to achieve the above problems in the present invention, forming a spacer composed of an insulating material over the source and drain electrodes of the thin film transistor substrate.

하부 기판 위에 통상의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성한 후, 절연재로 이루어진 스페이서막을 형성하고, 그 위에 감광막을 도포한 후, 사진 공정을 거쳐 패턴을 형성하고 스페이서막을 식각한다. After the formation of the conventional thin film transistor and a pixel electrode on the lower substrate, forming a spacer film made of an insulating material, and then coating a photosensitive film on it, and forming the pattern through the photolithography process and etching the spacer layer. 다음, 남아있는 감광막을 제거하여 소스 및 드레인 전극 위에 스페이서를 형성한다. And then, removing the remaining photosensitive film which is formed by the spacer over the source and drain electrodes.

이와 같은 방법으로 형성된 스페이서는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스 위치와 대응하는 부분에 형성되므로, 스페이서 주위에 위치한 액정의 이상 배향으로 인한 광 리크가 발생하지 않게 되며, 셀 갭을 조절하거나 신뢰성 향상의 측면에서 종래 기술에서의 스페이서보다 바람직하다. The spacers formed in the same way are formed in portions corresponding to the black matrix position of the color filter substrate, so that light leakage due to abnormal orientation of liquid crystal is located around the spacer does not occur and, in terms of control or to improve reliability of the cell gap more preferably the spacer of the prior art.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. Then, to the drawings, an embodiment of the present invention allows for the easy self having ordinary skill in the art with reference will now be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view of a TFT array panel for an LCD according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다. First, it will be described with respect to the structure of the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention to the second reference.

투명 하부 절연 기판(20) 위에 게이트 전극(30)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(40)이 형성되어 있다. A transparent lower insulating substrate 20 and the gate electrode 30 is formed on, and the gate insulating film 40 is formed on. 게이트 전극(30)에 해당하는 위치의 게이트 절연막(40) 위에는 비정질 규소층(50)이 형성되어 있고, 그 위에는 도핑된 비정질 규소층(51)이 형성되어 있다. The gate electrode 30, an amorphous silicon layer 50 is formed on the gate insulating film 40 in the position corresponding to the formation, and there is an amorphous silicon layer 51 is doped is formed thereon. 이 때, 도핑된 비정질 규소층(51)은 게이트 전극(30)에 대하여 두 부분으로 분리되어 있다. At this time, the doped amorphous silicon layer 51 is separated into two parts with respect to the gate electrode 30. 그 위에는 소스 전극(61) 및 드레인 전극(62)이 형성되어 있고, 그 위에는 드레인 전극(62)의 일부를 노출시키는 접촉구(A)를 가지고 있는 보호막(70)이 전면적에 걸쳐 형성되어 있다. Thereon, and source electrode 61 and drain electrode 62 are formed, the protective film 70, which has a contact hole (A) exposing a portion of the drain electrode 62 thereon is formed over the entire area. 그 위에는 화소 전극(80)이 접촉구(A)를 통해 드레인 전극(62)과 연결되어 형성되어 있고, 소스 전극(61) 및 드레인 전극(62) 위의 보호막(70) 위에는 절연재로 이루어진 스페이서(90)가 고정되어 있으며, 그 위에 배향막(100)이 전면에 걸쳐 도포되어 있다. Spacers made of an insulating material formed on the protective film 70 above the above the pixel electrode 80 through the contact hole (A) is formed is connected to the drain electrode 62, source electrode 61 and drain electrode 62 ( 90) it is fixed, and that is above the alignment layer 100 is applied over the entire surface.

하부 기판(40)에 대응하는 투명한 상부 절연 기판(110) 위에는 컬러 필터(120)가 형성되어 있고, 그 위에는 컬러 필터(120) 사이의 빛 샘을 방지하는 블랙 매트릭스(130)가 형성되어 있다. And a color filter 120 formed on the transparent upper insulating substrate 110 corresponding to the lower substrate 40 is formed, and that a black matrix 130 for preventing light spring between the color filter 120 is formed on. 그 위에는 공통 전극인 ITO층(140)이 형성되어 있고 그 위에는 배향막(150)이 도포되어 있다. Thereon a common electrode of ITO layer 140 it is formed, and there is an alignment film 150 is coated thereon.

위의 구조에서 블랙 매트릭스(130) 위에 형성된 배향막(150)은 박막 트랜지스터 위에 형성된 스페이서(90) 부분의 배향막(100)과 접촉한다. Orientation film 150 in the above structure formed on the black matrix 130 is in contact with the alignment film 100 of the spacer 90 portion formed on a thin film transistor.

이러한 구조를 갖는 박막 트랜지스터 기판을 하부 기판으로 하는 액정 표시 장치에서는, 절연재로 이루어진 스페이서(90)가 소스 전극(61) 및 드레인 전극(62) 위에 고정되어 있어, 스페이서(90)가 화소 전극 위 등의 표시 영역에 존재하지 않고 상부 기판의 블랙 매트릭스와 대응하는 위치에 위치하게 되므로, 스페이서(90) 주변의 이상 배향으로 인한 광 리크가 시인되지 않는다. In the liquid crystal display device of a thin film transistor substrate having such a structure as the lower substrate, there is a spacer 90 made of insulating material is fixed on the source electrode 61 and drain electrode 62, the spacer 90 and the pixel electrode above the like because of the rather it exists in the display area located at a position corresponding to the black matrices of the upper substrate, but the light leakage caused by the spacer over the peripheral (90) orientation are not visually recognized.

위와 같은 구조를 갖는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 다음과 같다. The above method of manufacturing a TFT substrate for a liquid crystal display apparatus having the above structure is as follows.

먼저, 투명한 절연 기판 위에 게이트 전극 등을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막, 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 차례로 적층한다. First, a gate wiring including the gate electrode or the like on a transparent insulating substrate, and then laminating a gate insulating film, an amorphous silicon layer and a doped amorphous silicon layer thereon. 다음, 도핑된 비정질 규소층 및 비정질 규소층을 사진 식각 공정을 거쳐 패터닝한 후, 그 위에 금속층을 형성한다. Next, after the doped amorphous silicon layer and the amorphous silicon layer is patterned through a photolithography process to form a metal layer thereon. 다음, 금속층을 패터닝하여 게이트 전극에 대하여 양쪽으로 분리되어 있는 소스 및 드레인 전극을 형성한다. Next, by patterning the metal layer to form the source and drain electrodes are separated on either side with respect to the gate electrode. 이어, 소스 및 드레인 전극 바깥으로 노출되어 있는 도핑된 비정질 규소층을 식각하고, 보호막을 적층한 다음, 보호막을 식각하여 드레인 전극의 일부를 노출시키는 접촉구를 형성한다. Next, etching the doped amorphous silicon layer is exposed to the source and drain electrodes and the outside, and then laminating a protective film to form a contact hole by etching the protective film to expose a part of the drain electrode. 다음, ITO층을 형성한 후, 패터닝하여 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성한다. Next, after forming the ITO layer, it is patterned to form a pixel electrode via a contact hole connected to the drain electrode. 다음, 화학 기상 증착 또는 스퍼터링 방법으로 절연재를 도포한 후, 사진 공정을 통하여 소스 및 드레인 전극 위에 각각의 패턴을 형성한다. Then, after coating an insulating material by chemical vapor deposition or sputtering, to form the respective patterns on the source and drain electrodes through a photolithography process. 다음, 절연재를 식각한 후, 감광막을 제거하여 스페이서를 형성하고, 그 위에 배향막을 도포한다. Next, after etching the insulating material, by removing the photoresist to form a spacer, and an alignment film is coated thereon.

이와 같이 형성된 하부 기판과 통상의 방법으로 형성된 상부 기판을 조립하여 블랙 매트릭스 부분의 배향막이 스페이서 부분의 배향막과 접촉하도록 한다. Assembling a top substrate formed of a thus formed lower substrate and the conventional method will be such that the alignment layer of the black matrix portion in contact with the alignment film of the spacer portion.

위와 같이, 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 한 번의 사진 식각 공정을 더 추가하여 절연재로 이루어진 스페이서를 액정 표시 장치용 기판의 박막 트랜지스터 부분에 고정함으로써, 스페이서로 인한 불량이 발생하지 않고 셀 갭을 유지할 수 있어, 액정 표시 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. As above, by fixing the thin film transistor portion of the thin film transistor substrate in a single photo spacer substrate for a liquid crystal display according to made an etching process by an insulating material adding further to the manufacturing method of maintaining a cell gap, without the damage caused by the spacer it does not occur it is possible to improve the reliability of the liquid crystal display device.

위에서 언급한 바와 같이, 스페이서가 액정 사이에 위치하지 않고 하부 기판의 소스 전극 및 드레인 전극 위에 각각 고정함으로써, 셀 갭을 유지하면서도, 액정에 대 한 이물질로 작용하여 발생하는 불량 등을 방지할 수 있고, 스페이서가 상부 기판의 블랙 매트릭스와 대응하는 위치에 형성되어 있으므로, 스페이서 주변에서의 광 리크가 시인되지 않으며, 프레스 공정에서 강도가 센 스페이서로 인해 발생하는 게이트선 또는 데이터선의 단락 등을 방지할 수 있어, 결과적으로, 액정 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As mentioned above, the spacer can be prevented by fixing respectively over a source electrode and a drain electrode of the lower substrate rather than positioned between the liquid crystal, while maintaining a cell gap, defects caused by acting as a foreign substance for a liquid crystal, etc. , the spacer is so formed at a position corresponding to the black matrices of the upper substrate, not the light leakage in the vicinity of the spacer are not visually recognized, the strength is possible to prevent the gate line or data line short-circuit caused by the sensor spacer from the pressing process there, it is possible as a result, improve the reliability of the liquid crystal display device.

Claims (4)

  1. 투명 절연 기판, A transparent insulating substrate,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극. A gate electrode formed on the substrate.
    상기 게이트 전극을 덮고 있는 게이트 절연막, A gate insulating film covering the gate electrode;
    상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층, The gate insulating film on the amorphous silicon is formed at a position corresponding to the gate electrode layer and a doped amorphous silicon layer,
    상기 도핑된 비정질 규소층 위에 상기 게이트 전극을 중심으로 양쪽에 형성되어 있는 소스 및 드레인 전극, The doped amorphous silicon layer over the source is formed on each side with respect to the gate electrode and the drain electrode,
    상기 소스 및 드레인 전극 위에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극을 노출시키는 접촉구를 가지고 있는 보호막, Is formed over the source and drain electrodes, a protective film having a contact hole exposing the drain electrode;
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극, Is formed over the protective film, a pixel that is connected to the drain electrode through the contact hole electrode,
    상기 소스 및 드레인 전극 위의 보호막 위에 고정되어 있는 스페이서 A spacer that is fixed on the protection film above the source and drain electrodes
    를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판. TFT array panel for a liquid crystal display device comprising a.
  2. 제1항에서, In claim 1,
    상기 스페이서는 절연재로 만들어진 박막 트랜지스터 기판. It said spacer is a thin film transistor substrate made of an insulating material.
  3. 투명 절연 기판 위에 게이트 배선을 형성하는 단계, Forming a gate wiring on a transparent insulating substrate,
    게이트 절연막, 비정질 규소층 및 도핑된 비정질 규소층을 차례로 적층하는 단계, The step of sequentially laminating a gate insulating film, an amorphous silicon layer and a doped amorphous silicon layer,
    상기 도핑된 비정질 규소층 및 비정질 규소층을 패터닝하는 단계, Patterning the doped amorphous silicon layer and an amorphous silicon layer,
    상기 게이트 전극에 대하여 양쪽으로 분리되어 있는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, Forming source and drain electrodes are separated on either side with respect to the gate electrode;
    보호막을 적층하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 접촉구를 형성하는 단계, A step of laminating a protective film to form a contact hole exposing the drain electrode;
    상기 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계, Forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole,
    절연막을 증착하는 단계, Depositing an insulating film,
    상기 절연막을 패터닝하여 스페이서를 형성하는 단계 Forming a spacer by patterning the insulating film
    를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법. Method of manufacturing a TFT array panel for a liquid crystal display device comprising a.
  4. 제3항에서, In claim 3,
    상기 절연막은 화학 기상 증착 또는 스퍼터링 방법으로 증착하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법. The insulating film A method of manufacturing a thin film transistor substrate to deposit by chemical vapor deposition or sputtering.
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