(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板上に第１切除パターンを有する画素電極が形成されている第１基板と、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板上に共通電極が形成され、前記共通電極内または共通電極上に切除パターンまたは突起パターンで形成された第２パターンは前記第１切除パターンと互いに平行で、交互に配置されている第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に注入されており、負の誘電率異方性を有し、かつ電圧未印加時、垂直に配向されている液晶物質と、
前記第２パターンの端部に位置し、前記第１基板と前記第２基板との間隔を維持する第１スペーサとを含み、
前記第１切除パターンは前記画素電極の上部領域で第１方向に形成されている第１切除部と、前記画素電極の下部領域で前記第１方向と直角をなす第２方向に形成されている第２切除部と、前記画素電極の中央に位置し前記画素電極の上下辺と平行な第３切除部とを含み、
前記第２パターンは、前記画素電極の上部領域と対応する位置に前記第１方向に形成されている第１枝部と、前記画素電極の下部領域と対応する位置に前記第２方向に形成されている第２枝部と、前記画素電極の中央に対応する位置に前記画素電極の上下辺と平行な幹部と、前記画素電極の上下辺と重複する複数の横断部と、前記画素電極の左右辺と重複する第１枝端部、第２枝端部及び複数の縦断部とを含み、
前記第３切除部と前記第２パターンは部分的に重複する液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１方向は前記画素電極の辺に対して斜線方向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３】
複数の前記第２枝部は前記幹部より幅が広いことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記幹部と同一の直線上に第２スペーサを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
第１絶縁基板上に第１切除パターンを有する画素電極が形成され、前記第１切除パターンは前記画素電極の第１辺から横方向に形成されている第１切除部と、斜線方向に形成されており前記第１切除部に対して互いに対称をなしており前記第１辺から前記第１辺と対向する第２辺に接近するほど互いに間隔が狭くなる第２及び第３切除部とからなる第１基板と、
前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板上に前記第１切除パターンと交互に配置されている第２切除パターンを有する共通電極が形成され、前記第２切除パターンは横方向に形成されている幹部、前記幹部からそれぞれ斜線方向に形成されており前記幹部から離れるほど互いに離れる第１及び第２枝部、及び前記第１及び第２枝部から縦方向に形成されており互いに反対方向にのびている第１及び第２枝端部を含む第４切除部と、前記第１枝部と平行な第１中央部及び前記第１中央部の両端からそれぞれ横方向及び縦方向に形成されている第１及び第２屈折部を含む第５切除部と、前記第４切除部に対して前記第５切除部と対称をなす第６切除部とからなる第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に注入されており、負の誘電率異方性を有し、かつ電圧未印加時、垂直に配向されている液晶物質と、
前記第１基板と前記第２基板との間隔を維持し、前記第１中央部と第１屈折部とが接する領域に位置するスペーサとを含む液晶表示装置。
【請求項６】
第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び第２基板の間に注入されており、負の誘電率異方性を有し、かつ電圧未印加時、垂直に配向されている液晶物質と、
前記第１基板上に形成されたゲート線及びデータ線と、
前記ゲート線とデータ線に接続されたスイッチング素子と、
前記第１基板上に形成された複数の画素電極と、
前記第２基板上に配列され、前記ゲート線に対して斜線方向に形成された複数の本体部と、前記画素電極のいずれか１辺に沿って複数の前記本体部から延長された複数の枝部とを備える複数のパターンと、
２つの隣接する複数のパターンの一部の枝部の間の空間に隣接した位置に形成される第１スペーサとスイッチング素子と、
を備え、前記第１基板は、画素電極上に形成された複数の切除パターンまたは突起パターンを備えており、前記複数の切除パターンまたは突起パターンと前記本体部とが交互に形成されている、液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１スペーサは２つの隣接する複数のパターンの枝部の間の空間に隣接する外側及び本体部の端部に形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２基板上に配列され前記本体部のうちの一つから延長された幹をさらに備え、前記幹と切除パターンの１つとは同一の直線上に形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１基板は画素電極の１辺または画素電極の中央部に配列された第１保持配線をさらに備えている、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１基板は前記第１保持配線から延長され前記データ線に平行に配列された第２保持配線を更に含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記幹に隣接する位置に形成される第２スペーサをさらに備える、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
本体部の一部は直線形状であり、本体部の他の部分はシェブロン形状であり、シェブロン形状の本体部から延長された幹をさらに備える、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板は、前記画素電極の１辺または前記画素電極の中央部に配列された第１保持配線をさらに備えている、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１基板は、前記第１保持配線から延長され、前記データ線に平行に配列された第２保持配線を更に含む、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第２基板上であって前記幹に隣接する位置に形成される第２スペーサをさらに備える、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記幹が形成された本体部と、前記幹と同一の直線上の切除パターンは、部分的に重複する、請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、液晶表示装置での２枚の基板のギャップを維持するスペーサを含む液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は共通電極、色フィルター、ブラックマトリックスなどが形成されている色フィルター基板と薄膜トランジスタ及び画素電極が形成されている薄膜トランジスタ基板との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極との間に電圧を印加して電気場を形成し、液晶分子の配列を変更させ、これを通じて光の透過量を調節することにより画像を表示する装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置は、視野角を広くするための方法の一つとして、多重領域（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）を有する垂直配向方式（ＰＶＡ：ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を採用する。このような垂直配向方式では、画素電極及び共通電極に切除パターンまたは突起を形成し、これによって形成されるフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）を利用して液晶分子の傾く方向を複数個の方向に分散させることによって広視野角を確保する。
【０００４】
一方、液晶表示装置の２枚の基板の間隔を一定に維持するために弾性を有するスペーサが介される。しかし、液晶表示装置に衝撃が加わる場合にはスペーサの弾性によって２枚の基板の間のギャップが激しく変わるようになり、これによって画面に染みが発生する。
【０００５】
また、このようなスペーサを形成するためには別途の作業を追加的に実施するようになるので、工程追加による生産性低下が問題になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする技術的課題は、液晶表示装置の画質を向上させると共に輝度の変化を最小化することである。
【０００７】
本発明の他の技術的課題は、液晶表示装置の製造工程を単純化することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような技術的課題を達成するために、本発明による液晶表示装置には、第１絶縁基板上に第１切除パターンを有する画素電極が形成されている第１基板と；第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板上に第２切除パターンを有する共通電極が形成され、第２切除パターンは第１切除パターンと互いに平行で、相互交互に配置されている第２基板とが形成されている。また、第１基板と第２基板との間には液晶が注入されており、第１基板と第２基板との間隔を維持し第２切除パターンの端部に位置するスペーサを含む。
【０００９】
ここで、第１切除パターンは画素電極の上部領域で第１方向に形成されている第１切除部と、画素電極の下部領域で第１方向と直角をなす第２方向に形成されている第２切除部とを含み；第２切除パターンは画素電極の上部領域と対応する位置に第１方向に形成されている第１幹切除部と、画素電極の下部領域と対応する位置に第２方向に形成されている第２幹切除部とを含む。
【００１０】
この時、第１方向は画素電極の辺に対して斜線方向であるのが好ましい。
【００１１】
また、第２切除パターンは画素電極の上下辺と重複する第１枝切除部と、画素電極の左右辺と重複する第２枝切除部とを含み；第１切除パターンは画素電極の上下中央に位置し画素電極の上下辺と平行な第３切除部を含み；第１切除パターン及び第２切除パターンは画素電極を多数の閉鎖された多角形に分割していることを特徴とする。
【００１２】
この時、第２枝切除部は幹切除部より幅が広いのが好ましく、第１方向は画素電極の辺のうちのいずれかの一つと平行な方向であるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明による液晶表示装置では、第１絶縁基板上に第１切除パターンを有する画素電極が形成され、第１切除パターンは画素電極の第１辺から横方向に形成されている第１切除部、斜線方向に形成されており第１切除部に対して互いに対称をなしており第１辺から第１辺と対向する第２辺に接近するほど互いに間隔が狭くなる第２及び第３切除部からなる第１基板が形成されている。そして、第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板上に第１切除パターンと交互に配置されている第２切除パターンを有する共通電極が形成され、第２切除パターンは横方向に形成されている幹部、幹部から各々斜線方向に形成されており幹部から離れるほど互いに離れる第１及び第２枝部、第１及び第２枝部から縦方向に形成されており互いに反対方向にのびている第１及び第２枝端部を含む第４切除部と、第１枝部と平行な第１中央部、第１中央部の両端から各々横方向及び縦方向に形成されている第１及び第２屈折部を含む第５切除部と、第４切除部に対して第５切除部と対称をなす第６切除部とからなる第２基板が形成されている。また、第１基板と第２基板との間には液晶が注入されており、第１基板と第２基板との間隔を維持し第２切除パターンの端部に位置するスペーサを含む。
【００１４】
また、本発明による液晶表示装置には、第１絶縁基板上に第１切除パターンを有する画素電極が形成され、第１切除パターンは画素電極の上面を縦に分割する第１切除部と、第１切除部の下に位置しており画素電極を横に分割する第２切除部とを含む第１基板が形成されている。また、第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板上に第２切除パターンを有する共通電極が形成され、第２切除パターンは縦方向に形成されている第３切除部及び第３切除部の下に横方向に形成されている第４切除部を含み、第３切除部は第１切除部と交互に位置し画素電極の上面を縦に多数の領域に分割し、第４切除部は第２切除部と交互に位置し画素電極の下面を横に多数の領域に分割する第２基板が形成されている。また、第１基板と第２基板との間に液晶が注入されており、第１基板と第２基板の間隔を維持するスペーサを含む。
【００１５】
また、本発明による液晶表示装置用色フィルター基板は絶縁基板上にブラックマトリックスが形成されており、ブラックマトリックス上に色フィルターが形成されている。また、基板の全面に共通電極が形成されており、共通電極上には第１厚さを有する第１突起及び第１厚さより厚い第２厚さを有する第２突起が形成されている。
【００１６】
ここで、第１及び第２突起は感光性有機絶縁膜、感光膜、ケイ素を含む絶縁膜のうちのいずれかの一つ以上を含むことができる。共通電極はＩＴＯ及びＩＺＯのうちのいずれかの一つからなることができる。
【００１７】
また、本発明による液晶表示装置用色フィルター基板を製造するために、絶縁基板上にブラックマトリックスを形成し、ブラックマトリックス上に色フィルターを形成する。その次に、基板の全面に共通電極を形成し、共通電極上部に絶縁膜を塗布する。その次に、絶縁膜をパターニングして第１厚さを有する第１突起及び第１厚さより厚い第２厚さを有する第２突起を形成する。
【００１８】
ここで、絶縁膜は感光性有機絶縁膜、感光膜、ケイ素を含む絶縁膜のうちのいずれかの一つ以上を含むことができる。また、共通電極はＩＴＯ及びＩＺＯのうちのいずれかの一つからなることができる。
【００１９】
この時、絶縁膜は陰性感光性を有する有機絶縁膜であることができ、この場合、第１及び第２突起は第１突起に対応するスリットパターン及び第２突起に対応する透明パターンを含むマスクを用いて形成することができる。
【００２０】
また、絶縁膜は陽性感光性を有する有機絶縁膜であることができ、この場合、第１及び第２突起は第１突起に対応する反透過膜パターン及び第２突起に対応する不透明パターンを含むマスクを用いて形成することができる。
【００２１】
ここで、絶縁膜上に一回の写真工程で位置によって厚さが異なる感光膜パターンを形成する段階をさらに含むことができる。
【００２２】
また、本発明による液晶表示装置を製造するために、配線パターン、スイッチング素子、切除パターンを有する画素電極を含む薄膜トランジスタ基板を製造した後、共通電極、カラーフィルター、高分子柱、突起パターンを含む色フィルター基板を製造する。その次に、薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を接合した後、２枚の基板の間に液晶物質を注入する。
【００２３】
また、本発明による液晶表示装置を製造するために、透明基板上にブラックマトリックスと色フィルターを順次に形成した後、色フィルター上部にオーバーコート膜を形成する。その次に、オーバーコート膜上部に透明導電物質からなる共通電極を形成した後、共通電極上部に感光樹脂を塗布する。その次に、露光器の解像度より狭い幅を有するパターン及び露光器の解像度より広い幅を有するパターンを有するマスクに感光樹脂を露光し現像して高さが異なる突起及び高分子柱を同時に形成する。
【００２４】
ここで、突起の幅は４μｍ〜１４μｍであり、高分子柱の幅は１５μｍ〜４５μｍであり、突起の高さは１．０μｍ〜１．２μｍであり、高分子柱の高さは３．０μｍ〜４．５μｍであるのが好ましい。
【００２５】
この時、突起及び高分子柱が一定の強度を有するようにするハードベーク段階をさらに含み、このハードベーク段階での温度調節によって突起及び高分子柱の高さを調節することができる。ここで、ハードベークの温度は２００〜２４０℃であることができる。
【００２６】
また、本発明による薄膜トランジスタ基板を製造するために、基板上にゲート線及びゲート電極を含むゲート配線を形成した後、ゲート配線を覆うゲート絶縁膜を形成する。その次に、ゲート絶縁膜上に半導体パターンを形成した後、ゲート絶縁膜及び半導体パターン上にデータ線、ソース電極、ドレーン電極を含むデータ配線を形成する。その次に、半導体パターン上に第１厚さを有する突出パターン及びドレーン電極を露出させる接触孔が形成されており、突出パターン及び接触孔以外の他の部分は第２厚さを有する有機絶縁膜パターンを形成した後、有機絶縁膜パターン上に接触孔を通じてドレーン電極に連結される画素電極を形成する。
【００２７】
ここで、有機絶縁膜パターンを形成するための工程はデータ配線を含む基板の露出された全面を覆う感光性有機絶縁膜を形成する段階と；感光性有機絶縁膜を選択的に露光し、スペーサが形成される第１部分は露光せず、接触孔が形成される第２部分は全面露光し、第１及び第２部分以外の部分は部分露光する段階と；選択的に露光された有機絶縁膜を現像する段階とを含むことができる。
【００２８】
この時、有機絶縁膜を選択的に露光する作業は、有機絶縁膜の第１部分に非露光領域が位置し、有機絶縁膜の第２部分に露光領域が位置し、有機絶縁膜の第３部分に所定の透過率を有する選択透過領域が位置するマスクを用いることができる。ここで、マスクの選択透過領域はスリットパターンまたは反透過パターンが形成されるのが好ましい。
【００２９】
また、有機絶縁膜を選択的に露光する作業は、有機絶縁膜の第２部分を露光する第１マスク及び有機絶縁膜の第３部分を所定の透過率で露光する第２マスクを用いて進行することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参考にして本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置の概略的構造を示す構成図である。
【００３２】
液晶表示装置は、互いに平行に対向している下部基板１０００及び上部基板２０００と、下部基板１０００と上部基板２０００との間に注入されており２枚の基板１０００、２０００の面に対して垂直に配向されている液晶分子３００を含む液晶物質層３１０と、２枚の基板１０００、２０００の間に形成されており２枚の基板１０００、２０００の間隔を平行に維持するためのスペーサ１００とを含む。
【００３３】
下部基板１０００はガラスなどの透明な絶縁物質からなる第１絶縁基板１０上にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質からなり切除パターン（図示せず）を有している画素電極８０が形成されており、各画素電極８０はスイッチング素子１１に連結されて画像信号電圧を印加される。
【００３４】
また、第１絶縁基板１０上には液晶分子３００を配向するための配向膜９０が形成されている。この時、スイッチング素子１１としては通常薄膜トランジスタが用いられ、薄膜トランジスタは走査信号を伝達するゲート線（図示せず）及び画像信号を伝達するデータ線（図示せず）に各々連結されて走査信号によってオン（ｏｎ）／オフ（ｏｆｆ）される。
【００３５】
下部基板１０００の下面には下部偏光板１４が付着されている。ここで、反射型液晶表示装置の場合には、画素電極８０を透明でない物質で構成することができ、この場合には下部偏光板１４も不必要になる。
【００３６】
上部基板２０００は、ガラスなどの透明な絶縁物質からなる第２絶縁基板２００の下面に光漏れを防止するためのブラックマトリックス２１０と、赤、緑、青の色フィルター２２０と、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなり切除パターン（図示せず）を有している共通電極２３０と、液晶分子を配向するための配向膜２５０とが形成されている。この時、ブラックマトリックス２１０や色フィルター２２０は下部基板１０００に形成することもできる。上部基板２０００の上面には上部偏光板４００が付着されている。
【００３７】
下部偏光板１４及び上部偏光板４００の偏光方向はノーマリーブラックモード（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｂｌａｃｋ ｍｏｄｅ）では互いに直交するように配置し、ノーマリーホワイトモード（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｗｈｉｔｅ ｍｏｄｅ）では互いに平行に配置する。以下ではノーマリーブラックモードのみを考慮する。
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の実施例による液晶表示装置における画素電極及び共通電極の切除パターン及びスペーサの位置について具体的に説明する。
【００３９】
図２は本発明の第２実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図である。
【００４０】
図２には、切除パターンを有する画素電極が形成されている下部基板と、切除パターンを有する共通電極が形成されている上部基板が整列されている。
【００４１】
図２に示されているように、本発明の第２実施例による液晶表示装置の下部基板には、ゲート信号を伝達するゲート線２２及びゲート線２２に連結されている薄膜トランジスタのゲート電極２６を含むゲート配線が形成されている。
【００４２】
また、下部基板には、ゲート線２２と交差して単位画素を定義しデータ信号を伝達するデータ線６２と、データ線に連結されている薄膜トランジスタのソース電極６５と、ゲート電極２６を中心にしてソース電極６５と対向する薄膜トランジスタのドレーン電極６６とを含むデータ配線が形成されている。この時、画素電極８０及びドレーン電極６６は電気的に連結されており、画素電極８０はデータ配線６２、６５、６６からデータ信号を受信する。
【００４３】
また、単位画素の縁周には画素電極８０と重複して保持容量を形成し、単位画素の端部で漏れる光を遮断する保持配線２７、２８が形成されている。
【００４４】
この時、図２に示されているように、画素電極８０には画素電極８０の中間部の右辺から左側に細く凹入した第１切除部８２１が形成されており、第１切除部８２１の入口の両側は角部が切取られて緩やかな角度に曲がっている。
【００４５】
第１切除部８２１を中心にして画素電極８０を上部及び下部に区分する時、上部及び下部には各々第２及び第３切除部８２２、８２３が形成されている。第２及び第３切除部８２２、８２３は各々画素電極８０の上部及び下部に対角線方向に凹入形成されており、互いに対称をなしている。第２及び第３切除部８２２、８２３は第１切除部８２１と同じ方向に凹入形成されており、凹入するほど第１切除部８２１と近くなる形態である。
【００４６】
ここで、第２及び第３切除部８２２、８２３が終わる部分は画素電極８０を外部に突出させて形成する。これは切除部８２２、８２３によって画素電極８０の各部分の連結が不良になるのを防止するためである。
【００４７】
一方、上部基板に全面的に形成されている共通電極２３０の単位画素には、横方向に形成されている幹部２１１と、幹部２１１から各々斜線方向に上下にのびている第１及び第２枝部２１２、２１４と、第１及び第２枝部２１２、２１４から各々縦方向に上下にのびている第１及び第２枝端部２１３、２１５とを含む第４切除部２１１、２１２、２１３、２１４、２１５が形成されている。
【００４８】
また、共通電極には、第１枝部２１２と平行に斜線方向に形成されている中央部２２１と、中央部２２１から横方向にのびている横断部２２２と、中央部２２１から縦方向にのびている縦断部２２３とを含む第５切除部２２１、２２２、２２３と、第４切除部に対して第５切除部と対称をなしている第６切除部２３１、２３２、２３３とが形成されている。このような配置の第４、第５及び第６切除部は共通電極２３０の単位画素に反復的に形成されている。
【００４９】
図２に示すような画素電極８０と共通電極２３０とが重畳することにより、画素電極８０の第１乃至第３切除部８２１、８２２、８２３と共通電極２３０の第４乃至第６切除部とにより、画素電極８０を多数の領域に分割している。この時、画素電極８０の切除部８２１、８２２、８２３及び共通電極２３の切除部２１２、２１４、２２１、２３１は交互に平行に配置されている。第１乃至第６切除部は画素電極８０の中央を分割する第１切除部８２１、第４切除部の幹部２１１、画素電極８０の辺と重畳する第４切除部の枝端部２１３、２１５、第２及び第３切除部の横断部２２２、２３２及び縦断部２２３、２３３を除いては殆どの領域で中央部が互いに平行に交互に形成されている。
【００５０】
これによって、電気場の印加によって再配列された液晶分子は切除部パターンによって形成されるフリンジフィールドの方向に沿って一つの画素領域内で四つの方向に分類される。従って、四方向の全てで広い視野角を得ることができる。
【００５１】
この時、互いに隣接する単位画素の間の共通電極２３０の切除部パターン２１１、２１３、２１５、２２２、２２３、２３２、２３３の端部には有機物質からなり２枚の基板１０００、２０００の間隔を一定に維持するスペーサ１００が形成されている。このスペーサ１００は互いに隣接する画素の切除部パターン２１１、２１３、２１５、２２２、２２３、２３２、２３３の端部で液晶分子の方向子が一定の方向に配列されないで多様な方向をとって転傾が発生するのを防止するために形成される。
【００５２】
液晶分子を駆動するために画素電極８０及び共通電極２３０に駆動電圧が印加された時、切除部パターン２１１、２１３、２１５、２２２、２２３、２３２、２３３の端部では電気場が均一に形成されないで電気場の傾きが激しく変わって液晶分子の配列が壊れるようになる。
【００５３】
このように有機物質からなるスペーサ１００を形成する場合には前述のように所望の位置に形成することによって転傾の発生を防止することができるだけでなく、一定の高さを維持しているため外部から衝撃が加えられても液晶表示装置の２枚の基板間隔を一定に維持することができるので輝度の減少を防止することができる。
【００５４】
このような切除部パターンは液晶分子を分割配向するために多様な形態に変形することができ、次のような条件を満たすものが好ましい。
【００５５】
第１に、最も良い視野角を得るためには４分割配向された領域が一つの画素内に位置するのが良い。
【００５６】
第２に、安定した分割配向を得るためには分割された微小領域の境界以外の箇所で転傾（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）や不規則な組織（ｔｅｘｔｕｒｅ）が発生してはならない。転傾は狭い領域で液晶分子の方向子が一定の方向に配列されないで多様な方向をとっている場合に発生し、特に一つの領域で液晶分子が互いにぶつかる方向に倒れる場合に発生する。従って、安定した分割配向を得るためには上下基板のパターンが反復的に現れるのが有利で、上板のパターン及び下板のパターンの端部は近いほど良い。つまり、液晶表示装置を上から見る時に上板のパターン及び下板のパターンによって形成される領域が閉じた多角形に近似した形態になるのが良い。そして、一つの領域を形成するために一側の基板に形成されたパターンが鋭角をなす場合は転傾が発生しやすいのでパターンは鈍角のみで形成するのが良い。また、安定した分割配向は輝度にも影響を及ぼす原因になる。配向が乱れた領域ではオフ状態で光が漏れるだけでなく、オン状態では周囲の他の部分に比べて暗い状態に示されるようになり、液晶分子の配列が変わる時に配列が乱れた部分が移動して残像などの原因になることもある。
【００５７】
第３に、高輝度を得るためには次のような条件を満たさなければならない。まず、隣接した領域の液晶方向子（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）がなす角は９０度になるのが最も良い。このようになる時に最も狭い領域の転傾のみが発生するためであり、偏光板の透過軸と液晶方向子とがなす角が４５度をなす時に最も高い輝度を得ることができる。そして、上板及び下板に各々形成されている切除部パターンができる限り多く曲がったり折れたりしないようにするのが良い。
【００５８】
最後に、速い応答速度を得るためには上板及び下板に各々形成されている切除部パターンができる限り多く曲がったり折れたりしないようにするのが良い。
【００５９】
以下、他の形態の切除部パターンを有する本発明の第３実施例について図３を参照して説明する。
【００６０】
図３は本発明の第３実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図である。
【００６１】
図３に示したように、ゲート配線及びデータ配線の構造は第２実施例と同一である。
【００６２】
この時、保持配線２７、２８、２９は単位画素の端部を有して画素電極８０の切除部パターン１１１、１１２に対応する形態に形成されている。
【００６３】
画素電極８０の上面を左右に半分する垂直な第１切除部１１１及び画素電極８０の下面を四つの領域に分割する第２切除部１１２が画素電極８０に形成されている。
【００６４】
また、単位画素の共通電極２３０には縦方向に互いに平行な第１及び第２垂直部２４１、２４２と、第１及び第２垂直部２４１、２４２の下部に連結されており単位画素の共通電極２３０を上部及び下部の二つの領域に分割する水平部２４３とを含む第３切除部２４１、２４２、２４３が形成されている。
【００６５】
また、共通電極２３０の下部には横方向に互いに平行な第４及び第５切除部２４４、２４５が共通電極２３０に形成されている。この時、第３乃至第５切除部２４１、２４２、２４３、２４４、２４５の端部は端に行くほど幅が広くなっていて三角形に形成されている。
【００６６】
また、図３に示されているように、画素電極８０の第１切除部１１１と共通電極２３０の第１及び第２垂直部２４１、２４２とは中央部が互いに平行に交互に配置されて画素電極８０の上面を縦に４等分しており、第２切除部１１２と第３切除部の水平部２４３及び第４乃至第５切除部２４４、２４５とは中央部が互いに平行に交互に配置されて画素電極８０の下面を横に６等分している。
【００６７】
この時にも、図３に示されているように、互いに隣接する単位画素の間で共通電極２３０の切除部パターン２４１、２４２、２４３、２４４、２４５の端部には有機物質からなるスペーサ１００を形成することにより、本発明の第１実施例のような効果を得ることができる。
【００６８】
以上では共通電極及び画素電極の両方に切除パターンを形成することについて説明したが、共通電極に切除パターンを形成する代わりに画素電極に切除パターンと共に突起を形成する方法を使用することもできる。この場合、突起はゲート絶縁膜または保護膜等で形成する。突起を形成する時には配線との間で寄生静電容量が形成されることに留意しなければならない。また、他の方法としては画素電極には切除パターンを形成し共通電極に突起を形成する方法がある。
【００６９】
上述のような本発明の第１、第２及び第３実施例によると、液晶表示装置の２枚の基板の間隔を維持する有機物質のスペーサを所望の位置に配置することができて転傾（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）が発生するのを防止することができ、液晶表示装置の輝度が低下するのを防止することができる。
【００７０】
図４は本発明の第４実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板と色フィルター基板を整列して示した断面図である。
【００７１】
図４に示されているように、下部基板は第１絶縁基板１０上に薄膜トランジスタ１１及び薄膜トランジスタ１１と電気的に連結されており切除部６を有する画素電極８０が形成されており、これを薄膜トランジスタ基板という。また、下部基板１０００と対向する上部基板２０００には第２絶縁基板２００上にブラックマトリックス２１０、色フィルター２２０及び共通電極２３０が形成されており、これを色フィルター基板という。
【００７２】
以下、まず、上部基板２０００である色フィルター基板について説明する。
【００７３】
第２絶縁基板２００上にブラックマトリックス２１０が形成されており、ブラックマトリックス２１０の間には赤、緑及び青色の色フィルター２２０が形成されている。色フィルター２２０上にはＩＴＯまたはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）のような透明導電物質からなる共通電極２３０が全面に形成されている。この時、共通電極２３０はブラックマトリックス２１０上にも形成されており、ブラックマトリックス２１０上に形成されている共通電極２３０は色フィルター２２０上に形成されている部分に比べて凹入している。共通電極２３０上には感光性有機絶縁膜パターン１６０、１７０がパターニングされて形成されている。この時、有機絶縁膜パターン１６０、１７０は位置によって異なる厚さで形成されており、共通電極２３０の凹入した部分に形成されている有機絶縁膜パターン１７０、即ち第１有機絶縁膜パターン１７０より色フィルター２２０上部の共通電極２３０上に形成されている有機絶縁膜パターン１６０、即ち第２有機絶縁膜パターン１６０の厚さが薄い。
【００７４】
次に、上部基板である色フィルター基板に対応する下部基板である薄膜トランジスタ基板について説明する。
【００７５】
第１絶縁基板１０上には切除部６を有する画素電極８０が形成されており、画素電極８０に印加される信号をスイッチングする役割を果たす薄膜トランジスタ１１も形成されている。薄膜トランジスタ１１の一部であるドレーン電極は画素電極８０と電気的に連結されている。
【００７６】
このような２枚の基板１０００、２０００を整列してその間に液晶を注入した後、上板の共通電極２３０及び下板の画素電極８０に電圧を印加すると、図４のようにフリンジフィールド（ｆ）が形成される。このようなフリンジフィールドに対して配列される液晶３００が四方向に配向され上部基板２０００の共通電極２３０をパターニングせずに所望の多重領域を形成することができる。
【００７７】
この時、有機絶縁膜パターン１６０、１７０として感光性有機絶縁膜、陽性または陰性感光膜、ケイ素が含まれたケイ素絶縁膜などを用いることが可能である。
【００７８】
このように、薄い厚さを有する第２有機絶縁膜パターン１６０によって形成されるフリンジフィールド（ｆ）により多重領域を形成して液晶表示装置の広視野角を確保することができる。ここで、厚い厚さを有する第１有機絶縁膜パターン１７０が下部基板１０００の薄膜トランジスタ１１に対応する部分に位置して、２枚の基板１０００、２０００を整列する時に２枚の基板の間のギャップを維持するスペーサとしての役割を果たす。この時、スペーサの機能を果たす第１有機絶縁膜パターン１７０が薄膜トランジスタ１１に対応する部分に位置することにより薄膜トランジスタ基板１０００と色フィルター基板２０００との間の間隔であるセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を均一に維持することができ、セルギャップの厚さを３μｍ乃至４μｍと低くできるので応答速度を向上させることができる。
【００７９】
また、フリンジフィールド（ｆ）を形成する第２有機絶縁膜パターン１６０及びスペーサとして用いられる第１有機絶縁膜パターン１７０を一度の写真工程で形成できるので工程の数を減少させることができる。
【００８０】
以下、このような色フィルター基板の製造方法について図５乃至図１４を参照して説明する。
【００８１】
まず、図５に示されているように、絶縁基板２００上にブラックマトリックス２１０を形成した後、その上に赤、緑、青の色フィルター２２０を形成する。
【００８２】
その次に、図６に示されているように、ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質からなる共通電極２３０を全面に形成する。
【００８３】
その次に、図７に示されているように、共通電極２３０上に感光性有機絶縁膜１５０を塗布する。この時、感光性有機絶縁膜１５０の代りに陰性または陽性の感光膜、ケイ素が含まれたケイ素絶縁膜などを塗布することもできる。
【００８４】
その次に、図８に示されているように、マスクを利用して感光性有機絶縁膜１５０をパターニングして厚さの異なる感光性有機絶縁膜パターン１６０、１７０を形成する。この時、使用するマスクはスリットパターンまたは反透過膜を含むのが好ましい。
【００８５】
以下、まず、スリットパターンが形成されているマスクを用いて有機絶縁膜パターンを形成する方法について図９及び図８を参照して説明する。
【００８６】
ここで、有機絶縁膜は陰性型感光性及び陽性型感光性を有する物質を全て用いることができるが、ここでは陰性型感光性有機絶縁膜の場合のみについて説明する。有機絶縁膜は陰性型感光特性を有するので、現像後に露光部分は残り露光されない部分は残らない。
【００８７】
まず、図９に示されているように、マスクＭ１は色フィルター２２０上の共通電極２３０上部に位置する部分Ｂに形成されているスリットパターンと、ブラックマトリックス２１０と共通電極２３０とが当接しており凹入している部分Ａに形成されている透明パターンと、その他の部分Ｃに位置する不透明パターンとを含んでいる。
【００８８】
このようなマスクＭを用いて露光すると、透明パターンを通じて入射される光の量よりスリットパターンを通じて入射される光の量が少ない。従って、露光後に現像すると、図８に示されているように、Ｂ部分に残る陰性有機絶縁膜１６０の厚さはＡ部分に残る陰性有機絶縁膜１７０の厚さより薄く、Ｃ部分には陰性有機絶縁膜が残らない。
【００８９】
この時、陰性型感光性を有する有機絶縁膜を用いる場合には現像後に上部が下部よりさらに広く形成される逆テーパ（ｔａｐｅｒ）形態に残るが、以後の工程で上部が切取られてほぼ直角に近いパターンが形成される。
【００９０】
次に、反透過膜が含まれたマスクを用いて有機絶縁膜パターンを形成する方法について図１０及び図８を参照して説明する。
【００９１】
有機絶縁膜は陰性型感光性及び陽性型感光性を有する物質を全て用いることができるが、ここでは陽性型感光性を有する有機絶縁膜の場合のみについて説明する。有機絶縁膜が陽性であるので現像後に露光部分は残らないで露光されない部分が残る。
【００９２】
図１０に示されているように、マスクＭ２は色フィルター２２０上の共通電極２３０上部に位置する部分Ｂに形成されている反透過膜パターンと、ブラックマトリックス２１０と共通電極２３０とが当接しており凹入している部分Ａに形成されている不透明パターンと、その他の部分Ｃに位置する透明パターンとを含んでいる。
【００９３】
このようなマスクＭ２を用いて露光すると、透明パターンを通じて入射される光の量より反透過膜パターンを通じて入射される光の量が少ない。従って、露光後に現像すると、Ｂ部分に残る陽性有機絶縁膜の厚さはＡ部分に残る陽性有機絶縁膜の厚さより薄く、Ｃ部分には陽性有機絶縁膜が残らない。
【００９４】
ここで、現像後に光を受けた部分が残る陰性有機絶縁膜を用いる場合には、反透過膜により光を少なく受けた部分に現像後に形成されるパターンを所望の厚さにすることが難しいので、陽性有機絶縁膜を用いるのが有利である。
【００９５】
このように、スリットパターンまたは反透過膜を含むマスクを用いて厚さの異なる有機絶縁膜パターン１６０、１７０を形成する。薄い有機絶縁膜パターン１６０を突起パターンとしてフリンジフィールドを形成して広視野角を確保することができ、厚い有機絶縁膜パターン１７０をスペーサとする。
【００９６】
このように、本発明では互いに異なる厚さを有する有機絶縁膜パターン１６０、１７０を一度の写真工程で形成することにより工程の数を減らすことができる。
【００９７】
一方、本発明では、感光性有機絶縁膜の代りにケイ素を含む絶縁膜を使用することもできる。この時はケイ素を含む絶縁膜を塗布し、その上に感光膜を塗布した後、前述のスリットパターンまたは反透過膜を含むマスクを用いて写真エッチング工程を実施すれば良い。この実施例では感光膜として陽性感光膜を使用した場合について説明する。
【００９８】
これについて図１１乃至図１４及び図８を参照して説明する。
【００９９】
図１１乃至図１４は共通電極２３０上にケイ素を含む絶縁膜１５１を蒸着し感光膜１５２を塗布した後にスリットパターンまたは反透過膜を含むマスクＭ３を用いて露光及び現像した後の色フィルター基板を工程順序によって示した断面図である。
【０１００】
図１１に示されているように、ケイ素を含む絶縁膜１５１上に感光膜１５２を塗布した後、マスクＭ３を用いて現像して、図１２に示したような厚さの異なる感光膜パターン１１６、１１７を形成する。
【０１０１】
この時、マスクＭ３はＢ部分に位置するスリットパターンと、Ａ部分に位置する不透明パターンと、Ｃ部分に位置する透明パターンとを含んでいる。このようなマスクＭ３を用いて露光した後に現像すると、Ｂ部分に残る感光膜の厚さはＡ部分に残る感光膜の厚さより薄く、Ｃ部分には感光膜が残らない。
【０１０２】
ここで、Ｂ部分に対応するスリットパターンの代わりに反透過膜パターンを含むマスクで形成することもできる。
【０１０３】
陽性型感光膜の代わりに陰性型感光膜を使用する場合、Ａ部分には透明パターンを含みＣ部分には不透明パターンを含むマスクを使用すれば良い。
【０１０４】
その次に、図１３に示されているように、感光膜パターン１１６、１１７で覆われない絶縁膜１５１をエッチングして共通電極２３０が露出されるようにする。
【０１０５】
その次に、図１４に示されているように、感光膜パターン１１６の下に位置する絶縁膜１５１が露出するまで、感光膜パターン１１６、１１７を除去すると、Ａ部分にのみ感光膜パターン１１７が所定の厚さで残ることとなる。
【０１０６】
その次に、感光膜パターン１１７の残留物を除去すると、図８に示したような厚さが互いに異なる絶縁膜パターン１６０、１７０が形成される。
【０１０７】
前述のような本発明の第４実施例によると、色フィルター基板の共通電極をパターニングせずに感光性有機絶縁膜からなる突起パターンによるフリンジフィールドを用いて多重領域を形成するために、液晶表示装置の広視野角を確保することができ、突起パターンより厚い厚さを有する有機絶縁膜をスペーサとしてセルギャップの均一性を確保することができ、セルギャップの厚さを薄くすることができ、応答速度を向上させることができる。また、突起パターン及びスペーサを一度の写真工程で形成するので工程の数を減らすことができるという長所がある。
【０１０８】
図１５ａ乃至図２３ｂは本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板の製造工程断面図を示したものである。
【０１０９】
まず、薄膜トランジスタ基板の製造工程を図１５ａ乃至１９ｂを参照して説明する。
【０１１０】
図１５ａ及び図１５ｂに示したように、絶縁基板１０上にゲート配線用導電体をスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法で１０００Å乃至３０００Åの厚さで蒸着した後、マスクを用いた写真エッチング工程でパターニングしてゲート線２２、ゲートパッド２４、ゲート電極２６を含むゲート配線２２、２４、２６と、保持容量線２１、保持電極２３、２５、２７、保持電極連結部２８、２９を含む保持容量配線２１、２３、２５、２７、２８、２９を形成する。
【０１１１】
保持容量配線２１、２３、２５、２７、２８、２９の形状はこの実施例以外に多様な形状で形成することができる。
【０１１２】
その次に、図１６ａ及び図１６ｂに示したように、露出された全面上にゲート絶縁膜３０、非晶質ケイ素層及び不純物がドーピングされた非晶質ケイ素層を化学気相蒸着法（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて各々１５００Å乃至５０００Å、５００Å乃至１５００Å、３００Å乃至６００Åの厚さで順次に蒸着した後、上部の二つの層である不純物がドーピングされた非晶質ケイ素層及び非晶質ケイ素層をマスクを用いた写真エッチング工程でパターニングして抵抗性接触層５２及び半導体層４２を形成する。
【０１１３】
その次に、図１７ａ及び図１７ｂに示したように、データ配線用導電体または金属をスパッタリングなどの方法で１５００Å乃至３０００Åの厚さで蒸着した後、マスクを用いた写真エッチング工程でパターニングしてデータ線６２、データパッド６４、ソース電極６５、ドレーン電極６６を含むデータ配線６２、６４、６５、６６を形成する。
【０１１４】
その次に、ソース電極６５及びドレーン電極６６をマスクにしてその下段の抵抗性接触層５２をエッチングして、ソース電極６５に連結される抵抗性接触層５５及びドレーン電極６６に接触する抵抗性接触層５６に分離する。
【０１１５】
その次に、図１８ａ及び図１８ｂに示したように、窒化ケイ素を化学気相蒸着法などを用いて蒸着したり、有機絶縁物質をスピンコーティングして３０００Å以上の厚さで保護膜７０を形成する。
【０１１６】
その次に、保護膜７０及びゲート絶縁膜３０をマスクを用いた写真エッチング工程でパターニングして、ドレーン電極６６を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を形成する。
【０１１７】
ここで、ゲート絶縁膜３０形成用物質と同一な物質で保護膜７０を形成した場合、二つの絶縁膜３０、７０を一度のエッチング工程でエッチングして接触孔７２、７４、７６を形成することができる。また、ゲート絶縁膜３０形成用物質と異なる物質で保護膜７０を形成した場合、写真エッチング工程によって保護膜７０を先にパターニングし、パターニングされた保護膜７０をマスクにしてその下段のゲート絶縁膜３０をエッチングして接触孔７２、７４、７６を形成することができる。
【０１１８】
その次に、図１９ａ及び図１９ｂに示したように、保護膜７０を含む基板の露出された全面上にＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電物質層をスパッタリングなどの方法で４００Å乃至５００Åの厚さで蒸着する。その次に、マスクを用いた写真エッチング工程で透明導電物質層をパターニングして第１接触孔７２を通じてドレーン電極６６と連結される画素電極、第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータ及びゲートパッド６４、２４に接触する補助データ及び補助ゲートパッド８４、８６を形成する。
【０１１９】
この時、画素電極８０は第１乃至第３小部分８１、８２、８３に分離され、これら小部分は連結部８５、８７を通じて互いに連結されるようにパターニングする。ここで、画素電極８０はこの実施例以外に多様な形状で形成されることができる。
【０１２０】
以下、色フィルター基板の製造工程を図２０ａ乃至図２３ｂを参照して説明する。
【０１２１】
図２０ａ及び図２０ｂに示したように、絶縁基板２００上にクロム／酸化クロム二重層からなるブラックマトリックス２１０を形成し、赤、緑、青の色フィルター２２０を形成する。
【０１２２】
その次に、図２１に示したように、色フィルター２２０上にオーバーコート膜２２５を形成し、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電物質からなる共通電極２３０を基板全面に形成する。
【０１２３】
その次に、図２２に示したように、基板全面に陽性型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）感光樹脂（ＰＲ）を塗布する。
【０１２４】
この時、使用される感光樹脂（ＰＲ）は高分子柱及び突起の材料として用いられる。また、感光樹脂の塗布は、例えば、感光樹脂（ＰＲ）を４００ｒｐｍの回転速度でスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）して３．８μｍ程度の厚さで塗布する。
【０１２５】
その次に、図２３ａ及び図２３ｂに示したように、突起１６０及び高分子柱１７０を形成する。ここで、突起１６０及び高分子柱１７０は基板の多様な位置に形成されることができる。
【０１２６】
この時、高さが互いに異なる突起１６０及び高分子柱１７０を一つのマスクを用いて一回の写真エッチング工程で同時に形成することができる。
【０１２７】
この場合、突起１６０を形成する部分に対応するマスクのパターンは露光器の解像度より小さい幅を有するように形成し、高分子柱１７０を形成する部分に対応するマスクのパターンは露光器の解像度より広い幅を有するように形成するのが好ましい。このようなマスクを用いて基板に塗布された感光樹脂を露光し現像して高さの異なる突起１６０及び高分子柱１７０を同時にパターニングする。
【０１２８】
ここで、突起１６０は１．０μｍ〜１．２μｍ、高分子柱１７０は３．０μｍ〜４．５μｍ程度の高さで形成するのが好ましく、露光工程時の露光量は３００ｍＪ／ｃｍ2程度が好ましい。また、突起１６０の幅は４μｍ〜１４μｍ、高分子柱１７０の幅は１５μｍ〜４５μｍ程度で形成することができる。
【０１２９】
その次に、適正温度で４０分間ハードベークを実施して突起１６０及び高分子柱１７０が一定の強度を有するように硬化する。ハードベーク時の温度によって突起１６０及び高分子柱１７０の高さが変わるが、ここではハードベーク時の温度は２００〜２４０℃が好ましい。
【０１３０】
このような方式で、感光樹脂のパターン幅及びハードベーク時の温度を調節して所望の高さの突起及び高分子柱を形成し、所望の突起及び高分子柱の高さに応ずる感光樹脂のパターン幅及びハードベークの温度は実験によるデータ及び後述する数式によって設定される。
【０１３１】
その次に、完成した薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板の接合のために次のような段階を経る。
【０１３２】
色フィルター基板の端部に封止剤を塗布した後、薄膜トランジスタ基板と対応させ加熱プレスして２枚の基板を接着する。
【０１３３】
その次に、２枚の基板の間に液晶物質を注入する。
【０１３４】
その次に、液晶注入状態及び液晶セル検査を実施し良品のみを選別し偏光板を付着して液晶表示装置を完成する。
【０１３５】
以下、パターン幅の調節及びハードベーク時の温度調節を通じて一度の露光で互いに異なる高さの突起及び高分子柱を形成することができる理由について図２４乃至図２８を参照して説明する。
【０１３６】
図２４はパターン幅及びハードベーク温度による写真工程後に残留する感光樹脂パターンの高さ変化を示すグラフである。
【０１３７】
図２４に示されているように、パターン幅を狭くするほど残留する感光樹脂パターンの高さが低くなることが分かる。
【０１３８】
これは露光器の解像度と関連があり、マスクのパターン幅を露光器の解像度より狭く形成すると、光の回折によって感光樹脂のマスクで光を遮断した領域にも強度が弱くなった光が入射され、現像後に残留している感光樹脂の厚さが最初の厚さより小さくなることにより発生する。
【０１３９】
従って、突起を形成させるマスクのパターン幅を露光器の解像度より狭くし、高分子柱を形成させるマスクのパターン幅を露光器の解像度より広くすると、露光器の解像度よりパターン幅を狭く形成した側で残留する感光樹脂の厚さが最初の厚さより小さくなるので、異なる高さを有する感光樹脂パターン、即ち、突起及び高分子柱を同時に形成することができる。
【０１４０】
一方、感光樹脂パターンを２００℃以上でハードベークすると、パターン幅が小さい場合、残留するパターンの高さがさらに小さくなり突起に適した高さを得ることができる。
【０１４１】
図２４に示されているように、パターン幅を４μｍとして２１０℃でハードベークを実施した場合、突起に適した１．３μｍの高さを得ることができる。また、この条件でパターン幅を１０μｍ以上にすると、高分子柱に適した３．０μｍ〜３．５μｍの高さを得ることができる。
【０１４２】
図２５は写真工程後に残留する感光樹脂の断面を示す電子顕微鏡写真であり、図２６は残留する感光樹脂の断面積、幅、広さなどを数式に誘導するための図面である。図２７はハードベーク実施後に変わる残留感光樹脂の断面プロファイルを示した図面であり、図２８は与えられた各θでパターン幅Ｗの変化による感光樹脂の高さＨの変化を本発明の数式に代入して示したグラフである。
【０１４３】
図２５の電子顕微鏡写真から分かるように、残留する感光樹脂は円弧の形態を有し、これを図２６に対応して数式を誘導すると次の通りである。
【数式１】
0004298189.tif 000002
【数式２】
0004298189.tif 000003
【数式３】
0004298189.tif 000004
【数式４】
0004298189.tif 000005
ここで、各θはハードベーク温度による感光樹脂のテーパアングル（ｔａｐｅｒ ａｎｇｌｅ）であり、Ｈは感光樹脂の高さ、Ｗは解像度と関連する感光樹脂のパターン幅であり、Ａは感光樹脂の断面積である。
【０１４４】
一方、露光及び現像が終わった感光樹脂をハードベークすると残留する感光樹脂の高さがさらに低くなり、これは図２４のグラフを通じて確認することができる。従って、図２７に示したように各θの変化で示すことができ、この時、各θの変化程度はハードベークの時の温度によって変わる。
【０１４５】
図２７でθ１はハードベークの実施以前の残留する感光樹脂の断面に該当するものであり、θ２は適正温度でハードベークを実施することにより変形された感光樹脂の断面に該当するものである。つまり、ハードベーク後、残留する感光樹脂の断面がθ１からθ２に変わりながらパターンの高さが変わる。
【０１４６】
同じハードベーク時の温度で各θの値が同一であると仮定し、この与えられた各θでパターン幅Ｗによる感光樹脂の高さＨの変化を上記の数式に代入して図２８のグラフに示した。
【０１４７】
これは実験を通じた図２４のグラフとよく一致する。
【０１４８】
上記の数式から、感光樹脂の高さ、幅、断面積、テーパアングルの四種類のうちの２種類のみ決定すると残りの２種類は従属的に決定することが分かる。従って、所望の高さの感光樹脂を前記式で決定することができる。
【０１４９】
前述の本発明の第５実施例のように、ドメイン分割手段である突起パターン及びセルギャップ固定のための高分子柱を一つのマスクで同時に形成することにより工程過程を減らすことができ、生産性を増大させることができる。
【０１５０】
図２９は本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の配置図を示したものであって、図３０は図２９に示した切断線XXX−XXX'によって示した薄膜トランジスタ基板の断面図を示したものである。
【０１５１】
絶縁基板１０上に低抵抗金属物質、例えばアルミニウム系列、モリブデン系列、クロム系列、チタニウム系列からなるゲート配線２２、２４、２６が形成されている。ゲート配線２２、２４、２６は横方向にのびているゲート線２２、ゲート線２２の端に連結されており外部からのゲート信号の印加を受けてゲート線に伝達するゲートパッド２４、ゲート線２２に連結されている薄膜トランジスタのゲート電極２６を含む。
【０１５２】
ゲート配線２２、２４、２６は単一層構造以外に二重層以上の構造で形成することもできる。ゲート配線２２、２４、２６を二重層構造で形成する場合、二つの層のうちの少なくとも一つの層は低抵抗特性を有する金属物質で形成するのが有利である。
【０１５３】
絶縁基板１０上には絶縁物質、例えば窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０がゲート配線２２、２４、２６を覆っている。
【０１５４】
ゲート絶縁膜３０上には半導体物質、例えば非晶質ケイ素からなる半導体パターン４２がゲート電極２６に重畳するように形成されており、半導体パターン４２上には不純物がドーピングされた半導体物質、例えばｎ形不純物が高濃度にドーピングされている非晶質ケイ素からなる抵抗性接触層（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｌａｙｅｒ）５５、５６が形成されている。
【０１５５】
抵抗性接触層５５、５６及びゲート絶縁膜３０上には半導体層との接触特性が優れており低抵抗特性を有する金属物質、例えばモリブデンまたはモリブデン合金のようなモリブデン系列からなるデータ配線６２、６４、６５、６６が形成されている。
【０１５６】
データ配線６２、６４、６５、６６は縦方向に形成されているデータ線６２、データ線６２の端に連結されており外部からのデータ信号の印加を受けてデータ線に伝達するデータパッド６４、データ線６２から突出して一つの抵抗性接触層５５に接触して薄膜トランジスタの一部を構成するソース電極６５、ソース電極６５に対応して他の一つの抵抗性接触層５６に接触して薄膜トランジスタの一部を構成するドレーン電極６６を含む。
【０１５７】
データ配線６２、６４、６５、６６を含む基板の露出された全面にはアクリルレジン（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｒｅｓｉｎ）またはＢＣＢ（ＢｅｎｚｏＣｙｃｌｏＢｕｔｅｎｅ）のような有機絶縁物質からなる有機絶縁膜パターン７０が形成されている。この時、有機絶縁膜パターン７０は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上で４．５〜５．５μｍの高さで突出しているスペーサ７１、ドレーン電極６６の一部を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を有しており、これら部分を除いては全面にかけて２〜３μｍの高さで平坦に形成されている。
【０１５８】
保護膜７０上にはＩＺＯまたはＩＴＯからなる画素電極８２、補助データパッド８４及び補助ゲートパッド８６が形成されている。画素電極８２は第１接触孔７２を通じてドレーン電極６６と電気的に連結されデータ線６２から画像信号の伝達を受ける。そして、補助ゲートパッド８４及び補助データパッド８６は第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータパッド２４及びゲートパッド６４に電気的に連結されている。
【０１５９】
以下、本発明の第６実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法について図２９及び図３０、図３１ａ乃至図３５を参照して説明する。
【０１６０】
まず、図３１ａ及び図３１ｂに示されているように、基板１０上に低抵抗特性を有する金属物質層、例えばアルミニウム系列層を蒸着し、写真エッチング工程によってパターニングしてゲート線２２、ゲートパッド２４、ゲート電極２６を含むゲート配線２２、２４、２６を形成する。
【０１６１】
その次に、図３２ａ及び図３２ｂに示されているように、基板１０上にゲート配線２２、２４、２６を覆う絶縁物質、例えば窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０を蒸着する。
【０１６２】
その次に、ゲート絶縁膜３０上に半導体層及び不純物がドーピングされた半導体層を各々順次に積層した後、写真エッチング工程によって不純物がドーピングされた半導体層及び半導体層をパターニングして抵抗性接触層パターン５２及び半導体パターン４２を形成する。
【０１６３】
その次に、図３３ａ及び図３３ｂに示されているように、基板全面に半導体層との接触特性が優れており低抵抗特性を有する金属物質層、例えばモリブデン系列層を蒸着した後、写真エッチング工程によってパターニングしてデータ線６２、データパッド６４、ソース電極６５、ドレーン電極６６を含むデータ配線６２、６４、６５、６６を形成する。
【０１６４】
その次に、ソース電極６５及びドレーン電極６６をマスクとして一体形の島形の抵抗性接触層５２をエッチングしてソース電極６５に接触する抵抗性接触層５５及びドレーン電極６６に接触する抵抗性接触層５６に分離する。
【０１６５】
その次に、図３４ａ及び図３４ｂに示されているように、基板全面を覆い、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上で突出しているスペーサ７１、ドレーン電極６６の一部を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を有する有機絶縁膜パターン７０を形成する。
【０１６６】
このような有機絶縁膜パターン７０は一つのマスクを使用する一度の写真エッチング工程を通じて形成することができる。これについて図３５を参照して説明する。
【０１６７】
まず、データ配線６２、６４、６５、６６を含む基板の露出された全面に感光性有機絶縁物質からなる有機絶縁膜Ｌを塗布する。感光性有機絶縁物質はアクリルレジンまたはＢＣＢのような有機絶縁物質と感光性物質とを混合して製造することができる。
【０１６８】
その次に、部分的に異なる透過率を有するマスク（図示せず）を通じて感光性有機絶縁膜Ｌに光を照射する。この時、光透過量を調節するために主にスリット（ｓｌｉｔ）または格子形態のパターン、あるいは半透明膜が部分的にパターン化されているマスクを使用する。この時、スリットの間に位置したパターンの線幅またはパターンの間の間隔、即ちスリットの幅は露光時に使用する露光器の分解能より小さいのが好ましく、半透明膜を用いる場合にはマスクを製作する時に透過率を調節するために異なる透過率を有する薄膜を用いたり厚さが異なる薄膜を用いることができる。
【０１６９】
この時、感光性有機絶縁膜Ｌで、第１、第２、第３接触孔７２、７４、７６が形成される部分Ｃには光が全部露出されるマスクの露光領域が位置するようにし、スペーサ７１が形成される部分Ａにはマスクの非露光領域が位置するようにし、その他の部分Ｂはマスクのスリットパターンまたは半透明パターンが位置するようにマスクを使用する。
【０１７０】
このようなマスクを通じて感光性有機絶縁膜Ｌに光を照射するとマスクの露光領域に対応される部分Ｃでは高分子が完全に分解され、マスクのスリットパターンまたは半透明膜に対応される部分Ｂでは光の照射量が少ないので高分子が適正厚さ、例えば有機絶縁膜の厚さの半分程度のみに分解され、マスクの非露光領域に対応される部分Ａでは高分子が殆ど分解されない。この時、露光時間を長くすると全ての分子が分解されるのでそのようにならないようにしなければならない。
【０１７１】
ここで、前述のように一つのマスクを使用する代わりに、その他の実施例として、２個のマスクを用いて有機絶縁膜に二重露光を進行することができる。
【０１７２】
このために、第１、第２、第３接触孔７２、７４、７６が形成される有機絶縁膜部分Ｃを露光する第１マスクを用いる第１露光工程と、スペーサが形成される有機絶縁膜部分Ａを除いた残りの部分Ｂ、Ｃを露光する第２マスクを用いる第２露光工程とをそれぞれ進行した後、現像して有機絶縁膜パターン７０を形成することができる。この時、第２露光工程で有機絶縁膜が全部分解されないで適正厚さだけ露光されるように露光量を調節するのが好ましい。
【０１７３】
このように選択露光された有機絶縁膜を現像すると、高分子が分解されない部分のみが残り、光が少なく照射された中央部分には光が全く照射されない部分より薄い厚さの有機絶縁膜が残り、図３４ｂに示したような有機絶縁膜パターン７０を得ることができる。
【０１７４】
前述の実施例では光に接触されると分解されて現像過程で除去される陽性型感光性有機絶縁物質を使用して有機絶縁膜パターン７０を形成した場合を例として挙げたが、光に接触されると硬化されて現像過程で露光された部分のみが残る陰性型感光性有機絶縁物質を使用して有機絶縁膜パターン７０を形成することができる。この場合、第１、第２、第３接触孔７２、７４、７６が形成される有機絶縁膜部分Ｃにはマスクの非露光領域が位置するようにし、スペーサ７１が形成される部分Ａにはマスクの露光領域が位置するようにし、その他の部分Ｂはマスクのスリットパターンまたは半透明パターンが位置するようにマスクを使用する。
【０１７５】
その次に、有機絶縁膜パターン７０をマスクにしてその下段に位置するゲート絶縁膜３０をエッチングしてゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を形成する。
【０１７６】
その後、有機絶縁膜パターン７０の光透過率を高めるために、有機絶縁膜パターンを硬化する作業を追加的に進行することができる。
【０１７７】
その次に、再び、図２９及び図３０に示されているように、ＩＺＯ層またはＩＴＯ層を蒸着した後、写真エッチング工程によってパターニングして第１接触孔７２を通じてドレーン電極６６に接触する画素電極８２、第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータパッド６４及びゲートパッド２４に各々接触する補助データパッド８４及び補助ゲートパッド８６を形成する。
【０１７８】
その次に、後続工程を進行して薄膜トランジスタ基板の製造を完了する。
【０１７９】
このように、本発明の第６実施例による薄膜トランジスタ基板ではスペーサを別途の写真エッチング工程を進行せずに、有機絶縁膜に接触孔を形成するための写真エッチング工程を通じて形成するので、工程単純化に有利である。
【０１８０】
図３６は本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板の配置図を示したものであり、図３７及び図３８は図３６に示した切断線XXXVII−XXXVII'及びXXXVIII−XXXVIII'によって各々示した断面図である。
【０１８１】
絶縁基板１０上に低抵抗金属物質、例えばアルミニウム系列、モリブデン系列、クロム系列、チタニウム系列からなるゲート配線２２、２４、２６、２８が形成されている。ゲート配線２２、２４、２６、２８は横方向にのびているゲート線２２、ゲート線２２の端に連結されており外部からのゲート信号の印加を受けてゲート線に伝達するゲートパッド２４、ゲート線２２に連結されている薄膜トランジスタのゲート電極２６を含むゲート線部２２、２４、２６と、ゲート線２２と平行な保持蓄電器用保持電極２８とを含んでいる。
【０１８２】
保持電極２８は後述する画素電極８２と連結された保持蓄電器用導電体パターン６８と重畳して画素の電荷保存能力を向上させる保持蓄電器をなし、後述する画素電極８２及びゲート線２２の重畳によって発生する保持容量が十分である場合には形成しないこともある。
【０１８３】
ゲート配線２２、２４、２６、２８は単一層構造以外に二重層以上の構造で形成することもできる。ゲート配線２２、２４、２６、２８を二重層構造で形成する場合、二つの層のうちの少なくとも一つの層は低抵抗特性を有する金属物質で形成するのが有利である。
【０１８４】
絶縁基板１０上には絶縁物質、例えば窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０がゲート配線２２、２４、２６、２８を覆っている。
【０１８５】
ゲート絶縁膜３０上には半導体物質、例えば、非晶質ケイ素からなる半導体パターン４２、４８が形成されており、半導体パターン４２、４８上には不純物がドーピングされている半導体物質、例えば不純物がドーピングされている非晶質ケイ素からなる抵抗性接触層パターン５５、５６、５８が形成されている。
【０１８６】
抵抗性接触層パターン５５、５６、５８上には半導体層との接触特性が優れており低抵抗特性を有する金属物質、例えばモリブデン系列からなるデータ配線６２、６４、６５、６６、６８が形成されている。
【０１８７】
データ配線６２、６４、６５、６６、６８は縦方向に形成されてゲート線２２と交差するデータ線６２、データ線６２の端に連結されており外部からのデータ信号の印加を受けてデータ線に伝達するデータパッド６４、データ線６２から突出し一つの抵抗性接触層５５に接触して薄膜トランジスタの一部を構成するソース電極６５、ソース電極６５に対応し他の一つの抵抗性接触層５６に接触して薄膜トランジスタの一部を構成するドレーン電極６６を含むデータ線部６２、６４、６５、６６と、保持電極２８上に位置している保持軸電気用導電体パターン６８とを含んでいる。
【０１８８】
半導体パターン４２、４８は薄膜トランジスタ用半導体パターン４２及び保持蓄電器用半導体パターン４８を含み、ソース電極６５とドレーン電極６６との間の領域、即ち薄膜トランジスタのチャンネル領域以外はデータ配線６２、６４、６５、６６、６８及び抵抗性接触層パターン５５、５６、５８と同一な形態を有している。つまり、保持蓄電器用半導体パターン４８は保持蓄電器用導電体パターン６８及び保持蓄電器用接触層パターン５８と同一であるが、薄膜トランジスタ用半導体パターン４２は後述されるデータ線６２、データパッド６４、ソース電極６５、ドレーン電極６６からなるデータ線部６２、６４、６５、６６とは同一であり、ソース電極６５とドレーン電極６６との間に位置する薄膜トランジスタのチャンネルに定義される領域をさらに含んでいる。
【０１８９】
ここで、抵抗性接触層パターン５５、５６、５８は下部の半導体パターン４２、４８と上部のデータ配線６２、６４、６５、６６、６８との接触抵抗を低くする役割を果たし、データ配線６２、６４、６５、６６、６８と同一な形態を有する。この時、一つの抵抗性接触層パターン５５は一体をなすデータ線６２、データパッド６４、ソース電極６５に接触しており、他の抵抗性接触層パターン５６はドレーン電極６６に接触しており、他の接触層パターン５８は保持蓄電器用導電体パターン６８に接触している。
【０１９０】
データ配線６２、６４、６５、６６を含む基板の露出された全面にはアクリルレジン（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｒｅｓｉｎ）またはＢＣＢのような有機絶縁物質からなる有機絶縁膜パターン７０が形成されている。この時、有機絶縁膜パターン７０は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上で４．５〜５．５μｍの高さで突出しているスペーサ７１、ドレーン電極６６の一部を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６、保持蓄電器用導電体パターン６８を露出させる第４接触孔７８を有しており、これら部分を除いては全面にかけて２〜３μｍの高さで平坦に形成されている。
【０１９１】
有機絶縁膜パターン７０上にはＩＺＯまたはＩＴＯからなる画素電極８２、補助ゲートパッド８４、補助データパッド８６が形成されている。画素電極８２は第１及び第４接触孔７２、７８を通じてドレーン電極６６及び保持蓄電器用導電体パターン６８に接触する。そして、補助データパッド８４及び補助ゲートパッド８６は第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータパッド２４及びゲートパッド６４に接触している。
【０１９２】
以下、本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法について図３９ａ乃至図４７ｂ、図３６乃至図３８を参照して説明する。
【０１９３】
まず、図３９ａ、図３９ｂ、図３９ｃに示されているように、基板１０上に低抵抗特性を有する金属物質層、例えばアルミニウム系列層を蒸着し、写真エッチング工程によってパターニングしてゲート線２２、ゲートパッド２４、ゲート電極２６、保持蓄電器用導電体パターン２８を含むゲート配線２２、２４、２６、２８を形成する。
【０１９４】
その次に、基板１０上にゲート配線２２、２４、２６、２８を覆う絶縁物質、例えば窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０を蒸着する。
【０１９５】
その次に、図４０ａ、図４０ｂ、図４０ｃに示されているように、ゲート絶縁膜３０上に半導体層、不純物がドーピングされた半導体層、データ配線用金属層を連続的に蒸着し、この多重層を写真エッチング工程でパターニングして半導体パターン４２、４８と、抵抗性接触層パターン５５、５６、５８と、データパッド６４、ソース電極６５、ドレーン電極６６、保持蓄電器用保持電極６８を含むデータ配線６２、６４、６５、６６、６８とを形成する。データ配線用金属層は半導体層との接触特性が優れており低抵抗特性を有する金属物質層、例えばモリブデン系列で形成するのが好ましい。
【０１９６】
データ配線６２、６４、６５、６６、６８の下段にはそれと同一なパターンを有する抵抗性接触層パターン５５、５６、５８が接触しており、抵抗性接触層パターン５５、５６、５８の下段には薄膜トランジスタ用半導体パターン４２及び保持蓄電器用半導体パターン４８を含む半導体パターン４２、４８が接触している。薄膜トランジスタ用半導体パターン４２はデータ線部６２、６４、６５、６６と同一で、ソース電極６５とドレーン電極６６との間に位置する薄膜トランジスタのチャンネルに定義される領域をさらに含む。
【０１９７】
このようなデータ配線６２、６４、６５、６６、６８、抵抗性接触層５５、５６、５８、半導体パターン４２、４８は一つのマスクのみを用いて形成することができる。これを図４１ａ乃至図４５ｂを参照して説明する。
【０１９８】
まず、図４１ａ及び図４１ｂに示されているように、ゲート絶縁膜３０上に半導体層４０、不純物がドーピングされた半導体層５０を化学気相蒸着法を用いて連続蒸着する。次いで、データ配線用金属層６０を蒸着する。
【０１９９】
その次に、図４２ａ及び図４２ｂに示されているように、データ配線用金属層６０上に感光膜を塗布した後、マスク（図示せず）を通じて感光膜に光を照射し、現像して感光膜パターン１１２、１１４を形成する。この時、感光膜パターン１１２、１１４はデータ配線部分Ａに位置した感光膜の第１部分１１２が薄膜トランジスタのチャンネル部Ｃ、即ちソース電極６５とドレーン電極６６との間に位置した感光膜の第２部分１１４より厚く形成されるようにし、その他の部分Ｂは残留しないように形成する。感光膜の第２部分１１４と感光膜の第１部分１１２の厚さの比は後述するエッチング工程の工程条件に応じて異なるようにしなければならず、第２部分１１４の厚さを第１部分１１２厚さの１／２以下とするのが好ましい。
【０２００】
このように、部分的に異なる厚さを有する感光膜パターンは部分的に異なる透過率を有する一つのマスクを用いて形成する。光透過量を調節するために主にスリット（ｓｌｉｔ）または格子形態のパターン、あるいは半透明膜を有するマスクを使用する。この時、スリットの間に位置したパターンの線幅やパターンの間の間隔、つまり、スリットの幅は露光時に使用する露光器の分解能より小さいのが好ましく、半透明膜を用いる場合にはマスクを製作する時に透過率を調節するために異なる透過率を有する薄膜または厚さの異なる薄膜を用いることができる。
【０２０１】
このようなマスクを通じて感光膜に光を照射すると光に直接露出される部分Ｃでは高分子が完全に分解され、スリットパターンまたは半透明膜に対応される部分Ｂでは光の照射量が少ないので高分子が完全分解されない状態であり、遮光膜で覆われた部分Ａでは高分子が殆ど分解されない。この時、露光時間を長くすると全ての分子が分解されるのでそのようにならないようにしなければならない。
【０２０２】
このように選択露光された感光膜を現像すると、高分子分子が分解されない部分のみが残り、光が少なく照射された中央部分には光に全く照射されない部分より薄い厚さの感光膜が残る。
【０２０３】
その次に、図４３ａ及び図４３ｂに示されているように、感光膜パターン１１２、１１４をマスクにしてその他の部分Ｂの露出されている金属層６０をエッチングして、その下部の不純物がドーピングされた半導体層５０を露出させる。
【０２０４】
このようにすると、チャンネル部Ｃ及びデータ配線部Ａにある金属層パターン６７、６８のみが残り、その他の部分Ｂの金属層が除去されその下部に位置する不純物がドーピングされた半導体層５０が露出される。金属層パターン６８は保持蓄電器用導電体パターンであり、金属層パターン６７はソース電極６５及びドレーン電極６６がまだ分離されずに一体である状態で存在するデータ配線金属層である。
【０２０５】
その次に、図４４ａ及び図４４ｂに示されているように、その他の部分Ｂの露出された不純物がドーピングされた半導体層５０及びその下部の半導体層４０を感光膜の第２部分１１４と共に乾式エッチング方法で同時に除去する。この時のエッチングは感光膜パターン１１２、１１４、不純物がドーピングされた半導体層５０、半導体層４０が同時にエッチングされゲート絶縁膜３０はエッチングされない条件下で行う。この時、感光膜パターン１１２、１１４と半導体層４０に対するエッチング比がほぼ同一な条件でエッチングするのが好ましい。例えば、ＳＦ6及びＨＣｌの混合気体またはＳＦ6及びＯ2の混合気体を用いるとほぼ同一な厚さに二つの膜をエッチングすることができる。
【０２０６】
感光膜パターン１１２、１１４と半導体層４０に対するエッチング比が同一な場合、感光膜の第２部分１１４の厚さは半導体層４０と不純物がドーピングされた半導体層５０の厚さを合せたものと同一であるかそれより小さく形成しなければならない。
【０２０７】
このようにすると、チャンネル部Ｃに位置した感光膜の第２部分１１４が除去されてチャンネル部Ｃの金属層パターン６７が露出され、その他の部分Ｂの不純物がドーピングされた半導体層５０及び半導体層４０が除去されてその下部のゲート絶縁膜３０が露出される。一方、データ配線部Ａの感光膜の第１部分１１２もエッチングされるので厚さが薄くなる。
【０２０８】
この段階で薄膜トランジスタ用半導体パターン４２及び保持蓄電器用半導体パターン４８を含む半導体パターン４２、４８が完成される。
【０２０９】
また、薄膜トランジスタ用半導体パターン４２上には抵抗性接触層５７が半導体パターン４２と同一なパターンに形成されており、保持蓄電器用半導体パターン４８上にも抵抗性接触層５８が半導体パターン４８と同一なパターンに形成されている。
【０２１０】
その次に、アッシング（ａｓｈｉｎｇ）を通じてチャンネル部Ｃの金属層パターン６７表面に残っている感光膜の第２部分の残留物を除去する。
【０２１１】
その次に、図４５ａ及び４５ｂに示されているように、残っている感光膜パターンの第１部分１１２をマスクにしてチャンネル部Ｃに位置する金属層パターン６７及びその下部の抵抗性接触層パターン５７部分をエッチングする。
【０２１２】
この時、半導体パターン４２の一部を除去して厚さを薄くすることができ、感光膜パターンの第１部分１１２も所定の厚さでエッチングされることとなる。この時のエッチングはゲート絶縁膜３０がエッチングされない条件で行わなければならず、感光膜パターンの第１部分１１２がエッチングされてその下部のデータ配線６２、６４、６５、６６、６８が露出されることがないように感光膜パターンを厚く形成するのが好ましい。
【０２１３】
このようにすると、金属層パターン６７でソース電極６５とドレーン電極６６とが分離されてデータ線６２、ソース電極６５、ドレーン電極６８が完成され、その下部の抵抗性接触層パターン５５、５６、５８が完成される。
【０２１４】
その次に、図４６ａ、図４６ｂ、図４６ｃに示されているように、基板上に残留している感光膜パターンの第１部分１１２をアッシングを通じて除去する。
【０２１５】
その次に、基板全面を覆い、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上で突出しているスペーサ７１、ドレーン電極６６の一部を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６、保持蓄電器用導電体パターン６８を露出させる第４接触孔７８を有する有機絶縁膜パターン７０を形成する。
【０２１６】
このような有機絶縁膜パターン７０は一つのマスクを用いて一度の写真エッチング工程を通じて形成することができる。これについて図４７ａ及び図４７ｂを参照して説明する。
【０２１７】
まず、データ配線６２、６４、６５、６６、６８を含む基板の露出された全面には感光性有機絶縁物質からなる有機絶縁膜Ｌを塗布する。感光性有機絶縁物質はアクリルレジンまたはＢＣＢのような有機絶縁物質と感光性物質とを混合して製造することができる。
【０２１８】
その次に、部分的に異なる透過率を有するマスク（図示せず）を通じて感光性有機絶縁膜Ｌに光を選択的に照射する。この時、光透過量を調節するために本発明の第１実施例による薄膜トランジスタ基板を説明する過程で言及したような部分的に異なる透過率を有するマスクを使用する。
【０２１９】
この時、感光性有機絶縁膜Ｌで、第１、第２、第３及び第４接触孔７２、７４、７６、７８が形成される部分Ｃには光が全部露出されるマスクの露光領域が位置するようにし、スペーサ７１が形成される部分Ａにはマスクの非露光領域が位置するようにし、その他の部分Ｂはマスクのスリットパターンまたは半透明パターンが位置するようにマスクを使用する。
【０２２０】
このようなマスクを通じて感光性有機絶縁膜Ｌに光を照射するとマスクの露光領域に対応する部分Ｃでは高分子が完全に分解され、マスクのスリットパターンまたは半透明膜に対応する部分Ｂでは光の照射量が少ないので高分子が適正厚さ、例えば有機絶縁膜の厚さの半分程度のみ分解され、マスクの非露光領域に対応する部分Ａでは高分子が殆ど分解されない。この時、露光時間を長くすると全ての分子が分解されるのでそのようにならないようにしなければならない。
【０２２１】
ここで、一つのマスクを用いる代わりに、他の実施例として、２個のマスクを用いて有機絶縁膜に二重露光を進行することができる。
【０２２２】
このために、第１、第２、第３、第４接触孔７２、７４、７６、７８が形成される有機絶縁膜部分Ｃを露光する第１マスクを使用する第１露光工程と、スペーサが形成される有機絶縁膜部分Ａを除いた残りの部分Ｂ、Ｃを露光する第２マスクを使用する第２露光工程をそれぞれ進行した後、現像して有機絶縁膜パターン７０を形成することができる。この時、第２露光工程で有機絶縁膜が全部分解されないで適正厚さだけ露光されるように露光量を調節するのが好ましい。
【０２２３】
このように選択露光された有機絶縁膜を現像すると、高分子が分解されない部分のみが残り、光が少なく照射された中央部分には光に全く照射されない部分より薄い厚さの有機絶縁膜が残るようになって、図４６ｂ及び図４６ｃに示したような有機絶縁膜パターン７０を得ることができる。
【０２２４】
前述の実施例では光に接触されると分解されて現像過程で除去される陽性型感光性有機絶縁物質を使用して有機絶縁膜パターン７０を形成した場合を例として上げたが、光に接触されると硬化されて現像過程で露光された部分のみが残るようになる陰性型感光性有機絶縁物質を使用して有機絶縁膜パターン７０を形成することができる。この場合、第１、第２、第３、第４接触孔７２、７４、７６、７８が形成される有機絶縁膜部分Ｃにはマスクの非露光領域が位置するようにし、スペーサ７１が形成される部分Ａにはマスクの露光領域が位置するようにし、その他の部分Ｂはマスクのスリットパターンまたは半透明パターンが位置するようにマスクを使用する。
【０２２５】
その次に、有機絶縁膜パターン７０をマスクとしてその下段に位置するゲート絶縁膜３０をエッチングして、ゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を形成する。
【０２２６】
その後、有機絶縁膜パターン７０の光透過率を高めるために、有機絶縁膜パターンを硬化する作業を追加的に進行することができる。
【０２２７】
その次に、再び、図３６、図３７、図３８に示されているように、ＩＺＯ層またはＩＺＯ層を蒸着した後、写真エッチング工程によってパターニングして第１及び第４接触孔７２、７８を通じてドレーン電極６６及び保持蓄電器用導電体パターン６８に接触する画素電極８２、第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータパッド６４及びゲートパッド２４に各々接触する補助データパッド８４及び補助ゲートパッド８６を形成する。
【０２２８】
その次に、後続工程を進行して薄膜トランジスタ基板の製造を完了する。
【０２２９】
このように、本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板ではスペーサを別途の写真エッチング工程を進行せず有機絶縁膜に接触孔を形成するための写真エッチング工程を通じて形成するため、工程単純化に有利である。また、一つのマスクを用いてデータ配線及び半導体層を同時に形成するので、工程単純化においてさらに有利である。
【０２３０】
このような本発明は多様な構造の薄膜トランジスタ基板を製造することに適用することができる。
【０２３１】
図４８は本発明の第８実施例による薄膜トランジスタ基板の配置図であり、図４９は図４８に示した切断線XLIX−XLIX'による薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【０２３２】
本発明の第８実施例による薄膜トランジスタ基板の基本構造は保護膜７０のパターン形状以外は、図１９ａ及び図１９ｂに示したような本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構造と同一である。
【０２３３】
本発明の第５実施例によると、薄膜トランジスタ基板にスペーサが形成されずそれに対応する色フィルター基板に形成されているが、本発明の第８実施例によると、薄膜トランジスタ基板にスペーサ７１が保護膜７０と共に形成されている。
【０２３４】
つまり、図４９に示されているように、有機絶縁膜からなる保護膜７０は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上で４．５〜５．５μｍの高さで突出しているスペーサ７１、ドレーン電極６６の一部を露出させる第１接触孔７２、データパッド６４を露出させる第２接触孔７４、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出させる第３接触孔７６を有しており、これら部分以外は全面にかけて２〜３μｍの高さで平坦に形成されている。
【０２３５】
このような保護膜７０上に第１接触孔７２を通じてドレーン電極６６に接触する画素電極８１、８２、８３、８５、８７及び第２及び第３接触孔７４、７６を通じてデータ及びゲートパッド６４、２４に接触する補助データ及び補助ゲートパッド８４、８６が形成されている。
【０２３６】
このような構造を有する薄膜トランジスタ基板に、図４８で点線で示したような切除パターンを有する共通電極（図示せず）が形成された上部基板を合着して液晶表示装置を製造する。このような液晶表示装置では画素電極８１、８２、８３、８５、８７のパターン及び共通電極の切除パターン（点線で示す）が液晶を分割配向する機能を果たすことにより一つの画素領域に多数の液晶ドメインを実現するので広視野角具現が可能である。
【０２３７】
本発明の第８実施例による薄膜トランジスタ基板の製造工程は保護膜７０の形成工程以外は、本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の製造工程と同一である。
【０２３８】
また、スペーサ７１及び接触孔７２、７４、７６を有する保護膜７０は本発明の第６及び第７実施例による薄膜トランジスタの製造工程を通じて説明したものと同一である。
【０２３９】
前述のような本発明の第５、第６、第７実施例によると、スペーサを有機絶縁膜に接触孔をパターニングする過程を通じて接触孔を形成することと同時に形成するため、スペーサを形成するための写真エッチング工程、例えば感光膜塗布、感光膜露光及び現像する全ての工程を省略することができ薄膜トランジスタ基板の製造工程を単純化することができる。
【０２４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明は液晶表示装置の２枚の基板に固定されるスペーサを形成するため液晶表示装置の画質を向上させると同時に輝度の変化を最小化することができる。また、本発明は有機絶縁膜を用いて有機絶縁膜パターンと共にスペーサを形成するため製造工程を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置の概略的構造を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図である。
【図３】本発明の第３実施例による液晶表示装置の構造を示した配置図である。
【図４】本発明の第４実施例による液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図６】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図７】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図８】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図９】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１０】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１１】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１２】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１３】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１４】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１５ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１５ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１６ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１６ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１７ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１７ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１８ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１８ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１９ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図１９ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２０ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２０ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２１】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２２】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２３ａ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２３ｂ】本発明の第５実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及び色フィルター基板を製造するための製造工程図である。
【図２４】パターン幅及びハードベーク温度によって写真工程を経た後に残留する感光樹脂パターンの高さ変化を示すグラフである。
【図２５】写真工程後に、残留する感光樹脂の断面を示す電子顕微鏡写真である。
【図２６】残留する感光樹脂の断面積、幅、広さなどを数式に誘導するための図面である。
【図２７】ハードベーク実施後の変わる残留感光樹脂の断面プロファイルを示した図面である。
【図２８】与えられた各θでパターン幅（Ｗ）の変化による感光樹脂の高さ（Ｈ）変化を本発明の数式に代入して示したグラフである。
【図２９】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の配置図を示したものである。
【図３０】図２９に示した切断線XXX−XXX'によって示した薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【図３１ａ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３１ｂ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３２ａ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３２ｂ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３３ａ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３３ｂ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３４ａ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３４ｂ】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３５】本発明の第６実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３６】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板の配置図を示したものである。
【図３７】図３６に示した切断線XXXVII−XXXVII'によって示した断面図である。
【図３８】図３６に示した切断線XXXVIII−XXXVIII'によって示した断面図である。
【図３９ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３９ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図３９ｃ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４０ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４０ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４０ｃ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４１ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４１ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４２ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４２ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４３ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４３ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４４ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４４ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４５ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４５ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４６ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４６ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４６ｃ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４７ａ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４７ｂ】本発明の第７実施例による薄膜トランジスタ基板を製造するための製造工程図である。
【図４８】本発明の第８実施例による液晶表示装置での薄膜トランジスタ基板の配置図を示したものである。
【図４９】図４８に示した切断線XLIX−XLIX'によって示した薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【符号の説明】
１０  第１絶縁基板
１１  スイッチング素子
１２  画素電極
１４  下部偏光板
２２  ゲート線
２６  ゲート電極
６２  データ線
６５  ソース電極
６６  ドレイン電極
８０  画素電極
９０  配向膜
２１０  ブラックマトリックス
２２０  色フィルタ
２３０  共通電極
２５０  配向膜
３００  液晶分子
３１０  液晶物質層
４００  上部偏光板
１０００  下部基板
２０００  上部基板
【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５】
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【図６】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
0004298189.tif 000021
【図１６ａ】
0004298189.tif 000022
【図１６ｂ】
0004298189.tif 000023
【図１７ａ】
0004298189.tif 000024
【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
0004298189.tif 000030
【図２０ｂ】
0004298189.tif 000031
【図２１】
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【図２２】
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【図２３ａ】
0004298189.tif 000034
【図２３ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0004298189.tif 000040
【図２９】
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【図３０】
0004298189.tif 000042
【図３１ａ】
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【図３１ｂ】
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【図３２ａ】
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【図３２ｂ】
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【図３３ａ】
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【図３３ｂ】
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【図３４ａ】
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【図３４ｂ】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９ａ】
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【図３９ｂ】
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【図３９ｃ】
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【図４０ａ】
0004298189.tif 000058
【図４０ｂ】
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【図４０ｃ】
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【図４１ａ】
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【図４１ｂ】
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【図４２ａ】
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【図４２ｂ】
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【図４３ａ】
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【図４３ｂ】
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【図４４ａ】
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【図４４ｂ】
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【図４５ａ】
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【図４５ｂ】
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【図４６ａ】
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【図４６ｂ】
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【図４６ｃ】
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【図４７ａ】
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【図４７ｂ】
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【図４８】
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【図４９】
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