(57)【要約】【課題】ストレージホールに対応してコラムスペーサーを配置させ、タッチなどの外圧条件によって基板がシフトする現象を防止し、ブラック輝度不均一を防止する。【解決手段】相対向する第１基板１００及び第２基板１１０と、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１０１及びデータライン１０２と、ゲート電極、ソース電極及びソース電極と所定間隔だけ離隔されたドレイン電極を含む薄膜トランジスタと、ゲートライン上に形成された金属パターン１０２ｃと、データライン及び金属パターンを含む第１基板の全面に形成され、金属パターンを露出するストレージホール１０７を有する保護膜１０６と、画素領域上に形成された画素電極１０３と、ストレージホールに対応するように第２基板上に形成されたコラムスペーサー１１４と、基板間に充填された液晶とを備える。【選択図】図８
2006293356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板上に画素領域を定義するように互いに交差して形成されたゲートライン及びデータラインと、
前記ゲートラインから突出したゲート電極、前記データラインから突出したソース電極及び前記ソース電極と所定間隔だけ離隔されたドレイン電極を含んでなる薄膜トランジスタと、
前記ゲートライン上の所定部位に形成された金属パターンと、
前記データライン及び前記金属パターンを含む前記第１基板の全面に形成され、前記ドレイン電極を露出するコンタクトホール及び前記金属パターンを露出するストレージホールを有する保護膜と、
前記コンタクトホール及び前記ストレージホールを含み、前記画素領域上に形成された画素電極と、
前記ストレージホールに対応するように前記第２基板上に形成されたコラムスペーサーと、
前記第１基板と前記第２基板との間に充填された液晶と
を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画素電極は、前記画素領域に隣接する両側のデータラインと所定部分オーバーラップすることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記保護膜は、有機絶縁膜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。
【請求項４】
前記保護膜は、下部から順に無機絶縁膜、有機絶縁膜が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ストレージホールの限界寸法は、前記コラムスペーサーの限界寸法と前記第１基板及び前記第２基板間の合着マージンとの和に相当する値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。
【請求項６】
前記ゲートラインと前記データラインとの層間には、ゲート絶縁膜がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記金属パターンは、前記データラインと同一層に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素領域以外の領域と前記薄膜トランジスタに対応して前記第２基板上に形成されたブラックマトリクス層と、
前記ブラックマトリクス層を含む前記第２基板上に形成されたカラーフィルタ層と、
前記ブラックマトリクス層及び前記カラーフィルタ層を含む前記第２基板上に形成された共通電極と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記データライン／前記金属パターンと前記保護膜との間にカラーフィルタ層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素領域以外の領域と前記薄膜トランジスタに対応して前記第１基板上に形成されたブラックマトリクス層をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記コラムスペーサーは、前記ストレージホール上の前記画素電極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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、ストレージホール部位に対応するようにコラムスペーサーを配置し、タッチなどの外圧によって基板が押される現象を防止することによって、ブラック輝度不均一を防止する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の発展に伴い、多様な形態の表示装置に対する要求が増大しており、これに応えて近来は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬＤ（Electro Luminescent Display）、ＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）など種々の平板表示装置が研究されてきており、その一部は、既にさまざまな装備の表示装置に適用されている。
【０００３】
なかでも、ＬＣＤは、高画質、軽量、薄型、低消費電力の特長から、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わって移動型画像表示装置として最も多用されている。さらには、ノートブックコンピュータのモニターのような移動型の用途だけでなく、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としてさまざまな開発がなされている。
【０００４】
このような液晶表示装置が、一般の画面表示装置として多様な分野に使用されるためには、軽量、薄型、低消費電力の特長を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積などの高品位の画像を実現しなければならない。
【０００５】
以下、添付の図面を参照して、従来の液晶表示装置について説明する。
【０００６】
図１は、一般の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
一般の液晶表示装置は、図１に示すように、一定空間をおいて合着された第１基板１及び第２基板２と、これら第１基板１と第２基板２との間に注入された液晶層３とで構成されている。
【０００７】
より具体的に説明すると、第１基板１には、画素領域Ｐを定義すべく、一定の間隔で一方向に配列された複数本のゲートライン４と、これらゲートライン４に垂直な方向に一定の間隔で配列された複数本のデータライン５とが形成される。こうして定義された各画素領域Ｐには、画素電極６が形成され、各ゲートライン４とデータライン５とが交差する部分に薄膜トランジスタＴが形成され、ゲートライン４に印加される信号によってデータライン５のデータ信号を各画素電極６に印加する。
【０００８】
そして、第２基板２には、画素領域Ｐ以外の部分の光を遮断するためのブラックマトリクス層７が形成され、各画素領域Ｐ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８が形成され、これらカラーフィルタ層８上には画像を形成するための共通電極９が形成されている。
【０００９】
このような液晶表示装置では、画素電極６と共通電極９間の電界によって第１基板１及び第２基板２間に形成された液晶層３の液晶が配向され、この液晶層３の配向度合によって、液晶層３を透過する光の量を調節して画像を表示することができる。
【００１０】
このような液晶表示装置をＴＮ（Twisted Nematic）モード液晶表示装置というが、このＴＮモード液晶表示装置は、視野角が狭いという短所を有する。そこで、ＴＮモードの短所を克服するための横電界型（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード液晶表示装置が開発された。
【００１１】
横電界型（ＩＰＳ）モード液晶表示装置は、第１基板の画素領域に画素電極と共通電極を一定距離離して互いに平行に形成することによって、これら画素電極と共通電極間に横電界（水平電界）が発生するようにし、この横電界によって液晶層が配向されるようにしたものである。
【００１２】
一方、このように形成される液晶表示装置の第１基板１及び第２基板２間には、液晶層が形成される一定の間隔を維持するようにスペーサーが形成される。
【００１３】
このスペーサーは、その形状によってボールスペーサーとコラムスペーサーとに分類される。
【００１４】
ボールスペーサーは、第１基板１及び第２基板２上に散布してなる球形状のもので、第１基板１及び第２基板２の合着後にも比較的自由に動けるし、第１基板１及び第２基板２との接触面積が小さい。
【００１５】
これに対し、コラムスペーサーは、第１基板１または第２基板２上のアレイ工程で形成されるもので、所定基板上に所定高さを持つ柱状に固定形成される。したがって、第１基板１及び第２基板２との接触面積もボールスペーサーに比べて相対的に大きい。
【００１６】
以下、コラムスペーサーを有する液晶表示装置について説明する。
【００１７】
図２は、従来の晶表示装置を示す平面図であり、図３は、図２のＩ−Ｉ’線上の構造断面図である。
【００１８】
図２及び図３に示すように、従来の液晶表示装置は、第１基板１上に画素領域を定義するために、ゲートライン４及びデータライン５が互いに直交するように配列され、各ゲートライン４とデータライン５が交差する部分に薄膜トランジスタＴＦＴが形成され、各画素領域には画素電極６が形成される。
【００１９】
ここで、薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲートライン４から突出したゲート電極４ａ、データライン５から突出したソース電極５ａ、及びこれと所定間隔だけ離れたドレイン電極５ｂを備えてなる。そして、ゲート電極４ａを覆う形状にソース電極５ａ／ドレイン電極５ｂの下部に半導体層（図示せず）がさらに形成される。
【００２０】
また、第１基板１上には、ゲートライン４を含む基板全面に、ゲート絶縁膜１１が形成され、ゲート絶縁膜１１上に保護膜１２が形成される。保護膜１２において、ドレイン電極５ｂの所定部位上部は、露出されて保護膜ホールが規定され、この保護膜ホールを介して画素電極６がドレイン電極５ｂと接続されている。ここで、ゲート絶縁膜１１及び保護膜１２は、無機絶縁膜成分として２０００〜４０００Åの厚さに蒸着されて形成される。
【００２１】
そして、第１基板１に対向する第２基板２は、画素領域以外の非画素領域（ゲートライン４、データライン５及び薄膜トランジスタＴＦＴ領域）を遮るためのブラックマトリクス層７と、このブラックマトリクス層７を含むカラーフィルタ基板２上に、各画素領域別に順にＲ、Ｇ、Ｂ色素が対応して形成されたカラーフィルタ層８と、このカラーフィルタ層８を含む第２基板２の全面に形成された共通電極９とを備えてなる。そして、第１基板１及び第２基板２が一定間隔を有するようにセルギャップを維持するためのコラムスペーサー２０が形成される。
【００２２】
ここで、コラムスペーサー２０は、ゲートライン４の上側に対応して形成される。
【００２３】
図４は、タッチむら発生時の液晶パネルの表面を示す平面図であり、図５Ａ及び図５Ｂは、従来の横電界型液晶表示装置のタッチむら発生前後の様子を示す断面図である。
【００２４】
図４に示すように、上記従来のコラムスペーサーを有する液晶表示装置は、液晶パネル１０の表面に手などを当てて所定方向に引きずると、タッチされた部位でむらが発生する。このむらは、タッチによって発生することから“タッチむら”といい、このむらが画面においても観察されるので“タッチ不良”ともいう。
【００２５】
このタッチ不良は、ボールスペーサーの構造に比べて、下部基板と接触するコラムスペーサーの接触面積が大きく、それだけ摩擦力が増加することから現れるものと把握される。すなわち、ボールスペーサーに比べて、円柱状に形成されるコラムスペーサーは、下部基板との接触面積が大きいため、タッチによって第１基板及び第２基板間にシフトが発生する場合、元の状態に戻るまでに長い時間がかかり、この時間だけむらが存在することになる。
【００２６】
以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、タッチ前後の表示領域と非表示領域における変化について説明する。
【００２７】
図５Ａに示すように、従来の液晶表示装置は、表示がなされる表示領域と、表示がなされない表示領域周りの非表示領域とからなる。
【００２８】
したがって、非表示領域では、第１基板１と第２基板２との間にシールパターン４５が形成されて、これら両基板を合着している。この場合、非表示領域の第２基板２にはブラックマトリクス層７が形成され、光漏れを防止する。
【００２９】
そして、表示領域は、図２及び図３の説明におけるものと同様に構成される。
【００３０】
従来の液晶表示装置は、第１基板１と第２基板２にそれぞれ画素電極６と共通電極９が形成され、これにより、第１基板１と第２基板２間の領域に垂直電界が形成され、液晶が駆動する。
【００３１】
この場合、ゲートライン４とデータライン５との間には、ゲート絶縁膜３６が形成され、データライン５と画素電極６との間には、保護膜１２が介在される。
【００３２】
また、第１基板１のゲートライン（図２の４）、データライン５及び薄膜トランジスタ（図２のＴＦＴ表示部位）に対応する位置の第２基板２上に、ブラックマトリクス層７が形成され、このブラックマトリクス層７と一部オーバーラップしながら上記の画素領域に対応してカラーフィルタ層８が形成され、これらブラックマトリクス層７及びカラーフィルタ層８を含む第２基板２の全面に共通電極９が形成される。
【００３３】
ここで、ブラックマトリクス層７は、光漏れを防止するために、図５Ａに示すように、データライン５、及びデータライン５と画素電極６間の空間に対応して形成される。
【００３４】
しかし、図５Ｂに示すように、タッチ後には、第１基板１に比べて第２基板２が相対的に押され、よって、非表示領域においてシールパターン４５はタッチ時にシフトされた方向に偏向し、この際に、タッチ前にはブラックマトリクス層７に覆われていたデータライン５及びその周辺部が露出され、この部位から光漏れが生じてしまう。
【００３５】
図６Ａ及び図６Ｂは、従来の液晶表示装置のタッチ前後の様子を示す図である。
【００３６】
図６Ａの左断面図に示すように、相対向している第１基板３０及び第２基板４０と、第１基板３０及び第２基板４０間の液晶５０とを備えてなる液晶表示装置１０の表面を、図６Ａの右図のように、手などでタッチすると、基板間のシフトの他、図６Ｂに示すように、タッチされた基板４０の表面にシワが発生し、局所的なセルギャップ不均一現象及び液晶配向乱れにつながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
このように、従来の液晶表示装置では、タッチ時に、基板間のシフトによる光漏れ不良、基板の局所的なシワの発生によるセルギャップ不均一及び液晶配向乱れによる輝度不均一が発生していた。
【００３８】
かかる従来の液晶表示装置は、次のような問題点がある。
第一に、タッチ時に、タッチされた基板が対向基板に対してシフトされ、ブラックマトリクス層によって覆われていた範囲を外れ、光漏れ不良が生じてしまう。
【００３９】
第二に、タッチによって基板表面にシワが発生し、液晶の配向不良を招く。
【００４０】
第三に、タッチによる基板間のシフト後に、元来の段差と異なる部位に対応してしまい、領域間のセルギャップ不均一が起こる。
【００４１】
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、ストレージホール部位に対応するようにコラムスペーサーを配置させ、タッチなどの外圧条件によって基板が押される現象を防止することによって、ブラック輝度不均一を防止する液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置は、相対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板上に画素領域を定義するように互いに交差して形成されたゲートライン及びデータラインと、前記ゲートラインから突出したゲート電極、前記データラインから突出したソース電極及び前記ソース電極と所定間隔だけ離隔されたドレイン電極を含んでなる薄膜トランジスタと、前記ゲートライン上の所定部位に形成された金属パターンと、前記データライン及び前記金属パターンを含む前記第１基板の全面に形成され、前記ドレイン電極を露出するコンタクトホール及び前記金属パターンを露出するストレージホールを有する保護膜と、前記コンタクトホール及び前記ストレージホールを含み、前記画素領域上に形成された画素電極と、前記ストレージホールに対応するように前記第２基板上に形成されたコラムスペーサーと、前記第１基板と前記第２基板との間に充填された液晶とを備えてなることを特徴とする。
【００４３】
前記画素電極は、前記画素領域に隣接する両側のデータラインと所定部分オーバーラップする。
【００４４】
前記保護膜は、有機絶縁膜である。
【００４５】
前記保護膜は、下部から順に無機絶縁膜、有機絶縁膜が積層されてなる。
【００４６】
前記ストレージホールの限界寸法は、前記コラムスペーサーの限界寸法と前記第１基板及び前記第２基板間の合着マージンとの和に相当する値である。
【００４７】
前記ゲートラインと前記データラインとの層間には、ゲート絶縁膜がさらに形成される。
【００４８】
前記金属パターンは、前記データラインと同一層に形成される。
【００４９】
前記液晶表示装置は、前記画素領域以外の領域と前記薄膜トランジスタに対応して前記第２基板上に形成されたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層を含む前記第２基板上に形成されたカラーフィルタ層と、前記ブラックマトリクス層及び前記カラーフィルタ層を含む前記第２基板上に形成された共通電極とをさらに備える。
【００５０】
前記データライン／前記金属パターンと前記保護膜との間にカラーフィルタ層をさらに備えても良い。
【００５１】
前記画素領域以外の領域と前記薄膜トランジスタに対応して前記第１基板上に形成されたブラックマトリクス層をさらに備える。
【００５２】
前記コラムスペーサーは、前記ストレージホール上の前記画素電極と接触する。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の液晶表示装置は、次のような効果を有する。
第１基板上のストレージホールに対応するように第２基板上にコラムスペーサーを形成し、タッチなどの外圧条件でもストレージホール内部でのみコラムスペーサーが動くようにしたため、タッチなどによって第１基板に対して第２基板が相対的に押される現象を、合着マージン以下で調節することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る液晶表示装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００５５】
図７は、本発明の液晶表示装置を示す平面図であり、図８は、図７のＩＩＩ−ＩＩＩ’線断面図である。
【００５６】
図７及び図８に示すように、本発明の液晶表示装置は、相対向して配置され、それぞれ薄膜トランジスタアレイとカラーフィルタアレイが形成された第１基板１００及び第２基板１１０と、第１基板１００と第２基板１１０との間に充填された液晶（図示せず）とからなる。
【００５７】
第１基板１００上には、画素領域を規定するように互いに交差して形成されたゲートライン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の層間に形成されたゲート絶縁膜１０４と、ゲートライン１０１から突出したゲート電極１０１ａ、データライン１０２から突出したソース電極１０２ａ及びソース電極１０２ａと所定間隔だけ離隔されたドレイン電極１０２ｂを備えてなる薄膜トランジスタＴＦＴと、ゲートライン１０１上の所定部位に形成された金属パターン１０２ｃと、データライン１０２及び金属パターン１０２ｃを含む第１基板１００の全面に形成され、ドレイン電極１０２ｂを露出するコンタクトホール１０８及び金属パターン１０２ｃを露出するストレージホール１０７を有する有機保護膜１０６と、コンタクトホール１０８、ストレージホール１０７及び画素領域を含み、この画素領域の両側に隣接するデータライン１０２と所定部分オーバーラップして形成された画素電極１０３とが備えられる。
【００５８】
また、図８では、データライン１０２／金属パターン１０２ｃと有機保護膜１０６間の層間には、無機保護膜１０５がさらに介在されているが、これは省略しても良い。この無機保護膜１０５は、有機保護膜１０６と共にデータライン１０２及び金属パターン１０２ｃを含む第１基板１００上に形成され、画素電極１０３下部の層を保護する機能を担う。
【００５９】
一方、第２基板１１０上には、画素領域以外の領域と薄膜トランジスタＴＦＴに対応してブラックマトリクス層１１１が形成され、ブラックマトリクス層１１１を含む第２基板１１０の上部にカラーフィルタ層１１２が形成され、ブラックマトリクス層１１１とカラーフィルタ層１１２を含む第２基板１１０の全面に共通電極１１３が形成される。また、第１基板１００上のストレージホール１０７に対応するように、共通電極１１３の上部にはコラムスペーサー１１４が形成され、これにより、第１基板１００と第２基板１１０の合着時に、ストレージホール１０７の領域内にコラムスペーサー１１４が収容され、ストレージホール１０７上の画素電極１０３と接触するようになる。
【００６０】
本発明の液晶表示装置は、画素電極を前段ゲートラインのストレージホール１０７及び隣接する両側のデータライン１０２とオーバーラップして開口率を最大化した高開口率型の液晶表示装置であり、ここで、データライン１０２と画素電極１０３間のオーバーラップ部位の寄生キャパシタンス（Ｃｄｐ）を最小化するために、データライン１０２と画素電極１０３間の層間に有機保護膜１０６を形成する。
【００６１】
ストレージホール１０７の限界寸法は、コラムスペーサー１１４の限界寸法と、第１基板１００及び第２基板１１０間の上下左右で生じうる合着マージンとの和に相当する。このように、ストレージホール１０７の限界寸法に合着マージン値を考慮する理由は、第１基板１００と第２基板１１０に各々アレイ工程を進行した後、第２基板１１０を反転させて対向する第１基板１００と合着する際に、工程条件によって第１基板１００に対して第２基板１１０の相対的な微細シフトが起きることがあるためである。合着マージンは、パネルなどの大きさ及びモデルによって異なるが、一般的には、上下左右においてそれぞれ４〜５μｍ以内である。
【００６２】
図９は、本発明の液晶表示装置のタッチ時の変化を示す断面図である。
図９に示すように、コラムスペーサー１１４がストレージホール１０７内部に位置すると、第１基板１００または第２基板１１０の表面（背面）を所定方向に押したとき、タッチする力がいくら強くても、コラムスペーサー１１４は、ストレージホール１０７の内部でのみ動くようになる。すなわち、コラムスペーサー１１４が形成された第２基板１１０は、第１基板１００に対して合着マージン（ストレージホール１０７の限界寸法−コラムスペーサー１１４の第１基板１００対応面の限界寸法）の限度内で動くことになるため、タッチ時に第１基板１００に対応する第２基板１１０のシフトを合着マージン以下に減らすことができ、タッチ時における瞬間的な光漏れを防止することができる。
【００６３】
この場合、ストレージホール１０７は、他の部位に比べて有機保護膜１０６及び無機保護膜１０５が除去された部位であって、有機保護膜１０６の厚さを１〜３μｍ、無機保護膜１０５の厚さを２０００Å〜４０００Å程度とする時、他の部位（周囲）に比べて１．２〜３．４μｍの深さを持つものと仮定すればよい。ここで、第１基板１００及び第２基板１１０間のセルギャップを３〜５μｍとする場合、ストレージホール１０７の深さは、セルギャップの約１/２〜１倍に相当するため、コラムスペーサー１１４がタッチ（左右方向に押す力）によって押されてストレージホール１０７を抜け出すことはごく稀であろう。
【００６４】
以下では、カラーフィルタアレイが第１基板上に形成されるＣＯＴ（Color Filter On TFT Array）型に適用される本発明の他の実施の形態による液晶表示装置について説明する。
図１０は、本発明の他の実施の形態による液晶表示装置を、図７のＩＩＩ−ＩＩＩ’線と同じ線に沿って切った断面図である。
【００６５】
図１０に示すように、本発明の他の実施の形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルタアレイが形成された第１基板２００と、これに対向する第２基板２１０と、第１基板２００と第２基板２１０との間に充填された液晶層とを備えてなる。
【００６６】
第１基板２００上には、画素領域を規定するように互いに交差して形成されたゲートライン２０１及びデータライン（図７の１０２参照）と、ゲートライン上の所定部位に形成された金属パターン２０２と、ゲートライン２０１とデータライン／金属パターン２０２の層間に形成されたゲート絶縁膜２０４と、ゲートライン２０１から突出したゲート電極（図７の１０１ａ参照）、データラインから突出したソース電極（図７の１０２ａ参照）及びソース電極１０２ａと所定間隔だけ離隔されたドレイン電極（図７の１０２ｂ参照）を備えてなる薄膜トランジスタと、データライン及び金属パターン２０２を含む第１基板１００上に形成されたカラーフィルタ層２０６と、カラーフィルタ層２０６を含む第１基板１００の全面に形成され、ドレイン電極１０２ｂを露出するコンタクトホール（図示せず）及び金属パターン２０２を露出するストレージホール２０８を有する有機保護膜２０７と、コンタクトホール及びストレージホール２０８を含み、画素領域上に形成された画素電極２０３とが備えられる。
【００６７】
一方、図１０には、金属パターン２０２とカラーフィルタ層２０６間の層間に無機保護膜２０５がさらに介在されているが、無機保護膜２０５は、省略しても良いもので、有機保護膜２０７と共にデータライン及び金属パターン２０２を含む第１基板２００上に形成され、画素電極２０３下部の層を保護する機能を担う。
【００６８】
また、図１０に示されてはいないが、第１基板２００上のデータライン及び金属パターン２０２上に、画素領域以外の領域と薄膜トランジスタ上部に対応してブラックマトリクス層をさらに形成しても良い。ここで、画素領域以外の領域は、ゲートライン２０１とデータライン上部に対応する領域であって、遮光性の金属からなるゲートライン２０１とデータライン及び金属パターン２０２の上部には、ブラックマトリクス層を省略しても良い。このように、一部箇所においてブラックマトリクス層を省略する場合にも、薄膜トランジスタ領域には必ずブラックマトリクス層を形成しなければならない。
【００６９】
一方、第２基板２１０の全面には共通電極２１１が形成され、画素電極２０３と共通電極２１１との間に垂直電界を発生させる。また、第１基板２００上のストレージホール２０８に対応して、共通電極２１１上部にはコラムスペーサー２１２が形成され、これにより、第１基板２００と第２基板２１０の合着時に、ストレージホール２０８の領域内部にコラムスペーサー２１２が収容され、ストレージホール２０８上の画素電極２０３と接触するようになる。
【００７０】
このような本発明の他の実施の形態による液晶表示装置は、ブラックマトリクス層及びカラーフィルタ層のカラーフィルタアレイが第１基板２００上に形成される点を除けば、図７及び図８に示す本発明の液晶表示装置と同様に構成される。したがって、本実施の形態による液晶表示装置も、画素電極２０３を前段ゲートラインのストレージホール２０８及び隣接する両側のデータラインとオーバーラップして開口率を最大化した高開口率型の液晶表示装置であり、この場合、データラインと画素電極２０３間のオーバーラップ部位の寄生キャパシタンス（Ｃｄｐ）を最小化するために、データラインと画素電極２０３間の層間に有機保護膜２０７を形成する。
【００７１】
このように、本発明の他の実施の形態による液晶表示装置のストレージホール２０８及びコンタクトホール（図示せず）は、有機保護膜２０７、カラーフィルタ層２０６及び無機保護膜２０５を所定部分除去して形成されるもので、この時のストレージホールの限界寸法は、上述したように、コラムスペーサー２１２の第１基板２００対応面の限界寸法と上下左右合着マージンとの和に相当する値となる。
【００７２】
第１基板２００と第２基板２１０を対向させて合着すると、コラムスペーサー２１２は、ストレージホール２０８下部の画素電極２０３と接触するようになる。
【００７３】
この場合、ストレージホール２０８は、他の部位に比べて有機保護膜２０７、カラーフィルタ層２０６及び無機保護膜２０５が除去された部位であって、有機保護膜２０７の厚さを１〜３μｍ、カラーフィルタ層２０６の厚さを１〜２μｍ、無機保護膜１０５の厚さを２０００Å〜４０００Å程度とする時、他の部位（周囲）に比べて２．２〜５．４μｍの深さを有すると仮定すればよい。したがって、第１基板２００及び第２基板２１０間のセルギャップを３〜５μｍとする時、ストレージホール２０８の深さは、セルギャップの約１／２〜１倍に相当し、コラムスペーサー２１２がタッチ（左右方向に押す力）によって押されてストレージホール２０８を抜け出すことはごく稀であろう。
【００７４】
一方、有機保護膜２０７は、図１０と同様にカラーフィルタ層２０６の上部に形成されても良く、その順序を変えて、カラーフィルタ層の下部に有機保護膜を形成しても良い。いずれの場合においても、カラーフィルタ層は、高分子成分からなって一種の有機絶縁膜として働き、データライン／金属パターン２０２と画素電極２０３間に異種の低誘電率の有機絶縁膜が二層形成されるようにすることによって、データラインと画素電極２０３間のオーバーラップされた部位において寄生キャパシタンスを最小限に抑える。
【００７５】
上述した構造のＣＯＴ型の液晶表示装置においては、ブラックマトリクス層が第１基板上に形成され、タッチなどによる光漏れの問題はないが、瞬間的な基板シフトなどによって瞬間的にセルギャップが不均一になり、光漏れが発生することがありうる。本発明の他の実施の形態による液晶表示装置は、ストレージホール内部にのみコラムスペーサーが動けるようにし、基板シフトが制限されるため、後者の問題まで解決でき、セルギャップ不均一に起因する輝度不均一を防止することができる。
【００７６】
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、本発明の液晶表示装置のタッチ前後の様子について説明する。
【００７７】
図１１Ａに示すように、本発明の液晶表示装置１５０は、相対向している第１基板１００及び第２基板１１０と、両基板間に充填された液晶１２０と、ストレージホール１０７を有する高段差部１３０と、ストレージホール１０７に対応するように第２基板１１０上に形成されたコラムスペーサー１１４とを備えてなる。
【００７８】
ここで、高段差部１３０は、ゲート絶縁膜、無機保護膜、有機保護膜などの絶縁層が形成された部位であり、ゲートライン上に形成されるストレージホールを除く部位を指す。
【００７９】
この場合、液晶表示装置１５０の表面を、図１１Ａのように手などで所定の力Ｆを加えて押したり擦ったりしてタッチしても、図１１Ｂに示すように、高段差部１３０間のストレージホール１０７内部でのみコラムスペーサー１１４が動けるため、第１基板１００に対する第２基板１１０の相対的シフトが制限される。したがって、タッチによる基板シフトによって、ブラックマトリクス層によって覆われていた領域を外れることから生じる光漏れの問題を根本的に防止でき、かつ、タッチなどの外圧によってもコラムスペーサー１１４がストレージホール１０７の内部にのみ存在するため、基板シフトによってコラムスペーサーが他の領域に対応することから生じる従来のセルギャップ不均一の問題も克服できる。
【００８０】
以上のように、本発明の液晶表示装置は、次のような効果を有する。
第１基板上のストレージホールに対応するように第２基板上にコラムスペーサーを形成し、タッチなどの外圧条件でもストレージホール内部でのみコラムスペーサーが動くようにしたため、タッチなどによって第１基板に対して第２基板が相対的に押される現象を、合着マージン以下で調節することが可能になる。
【００８１】
さらに、タッチなどによって第１基板に対して第２基板が押される現象を合着マージン以下で調節したため、ブラックマトリクス層によって覆われていた領域を外れることから生じる光漏れの問題を根本的に防止することができる。
【００８２】
さらに、セルギャップの１／２ないし１倍に相応する深さでストレージホールを形成し、このストレージホールにコラムスペーサーを対応させることによって、タッチなどの外圧によってもコラムスペーサーがストレージホール内部にのみ存在するようにしたため、基板シフトによってコラムスペーサーが他の領域に対応することから生じてきた従来のセルギャップ不均一の問題を防止することが可能になる。
【００８３】
さらに、タッチ時に発生する基板シフトを最小化し、基板表面におけるシワを最小限に抑えることができ、液晶の一時的配向不均一を防止することが可能になる。
【００８４】
なお、上述の実施の形態においては、本発明の液晶表示装置を、第１基板上の画素領域に対応して画素電極が形成され、第２基板の全面に共通電極が形成されるＴＮモードに適用して説明したが、ストレージホールに対応するようにコラムスペーサーを形成する基本原理は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】一般の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図２】従来の液晶表示装置の単位画素領域を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ’線上の構造断面図である。
【図４】タッチむら発生時の液晶パネルの表面を示す平面図である。
【図５Ａ】従来の液晶表示装置のタッチむら発生前後の様子を示す断面図である。
【図５Ｂ】従来の液晶表示装置のタッチむら発生前後の様子を示す断面図である。
【図６Ａ】従来の液晶表示装置のタッチ前後の様子を示す図である。
【図６Ｂ】従来の液晶表示装置のタッチ前後の様子を示す図である。
【図７】本発明の液晶表示装置を示す平面図である。
【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ’線断面図である。
【図９】本発明の液晶表示装置のタッチ時の変化を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図１１Ａ】本発明の液晶表示装置のタッチ前後の様子を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の液晶表示装置のタッチ前後の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
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、１０２ｃ  金属パターン、１０３  画素電極、１０４  ゲート絶縁膜、１０５  無機保護膜、１０６  有機保護膜、１０７  ストレージホール、１０８  コンタクトホール、１１０  第２基板、１１１  ブラックマトリクス層、１１２  カラーフィルタ層、１１３  共通電極、１１４  コラムスペーサー、１２０  液晶、１３０  高段差部、１５０  液晶パネル、２００  第１基板、２０１  ゲートライン、２０２  金属パターン、２０３  画素電極、２０４  ゲート絶縁膜、２０５  無機保護膜、２０６  カラーフィルタ層、２０７  有機保護膜、２０８  ストレージホール、２１０  第２基板、２１１  共通電極、２１２  コラムスペーサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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