JP2001318369A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量、高精細なカラー液晶表示装置のより
一層の開口率向上を図り、表示品位の向上を得る。 【解決手段】 カラーフィルタ層１８の遮光層３２上に
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色層３３、
３４、３６を積層してなる柱状スペーサ１３を走査線２
６と信号線２７の交差領域に配置形成紙、走査線２６と
画素電極１７間にて補助容量を形成可能とする。これに
より走査線２６とは別に補助容量線を設けなくても良い
ことから開口率を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮光膜及び色材か
らなるカラーフィルタを用いて柱状スペーサを形成し、
電極基板間の間隙を一定に保持する液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電極を有する２枚のガラス基板の
間隙に液晶組成物を封入し、いずれか一方のガラス基板
側に、フォトリソグラフィ技術等により赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）あるいは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３原色のストライプ状の着色の
有機樹脂絶縁膜を交互に配列するようパターン形成する
と共に各着色の有機樹脂絶縁膜の間に遮光層を設けてな
るカラーフィルタ層を有するカラー液晶表示装置が開発
されている。

【０００３】このカラー液晶表示装置の内、薄膜トラン
ジスタ（以下ＴＦＴと略称する。）にて駆動される画素
電極をマトリクス状に配列してなるアレイ基板と、対向
電極を有してなる対向基板との間に液晶組成物を封入し
てなり、大画面、高精細な画像表示を可能とするアクテ
ィブマトリクス型のカラー液晶表示装置にあっては、近
年、カラーフィルタ層に用いられる遮光層及び複数の着
色の有機樹脂絶縁膜を積層して柱状スペーサを形成し、
両基板間の間隙を一定に保持する装置が開発されてい
る。

【０００４】そしてこのような柱状スペーサは、液晶表
示装置の開口率の低下を防止するため、従来は、信号線
に比し幅の広い走査線領域内に配置形成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年アク
ティブマトリクス型のカラー液晶表示装置の更なる大画
面、高精細化の必要性に伴い走査線の細線化が進められ
更には、より高い開口率を得るために、従来画素電極領
域内に別途設けていた補助容量線に変えて走査線を用
い、走査線と画素電極間に補助容量を形成する装置が提
案されている。このため走査線領域内に柱状スペーサを
配置出来なくなるという問題を生じていた。

【０００６】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、走査線を補助容量形成に用いるにもかかわらず、カ
ラーフィルタ層の着色の有機樹脂絶縁膜を積層してなる
柱状スペーサにて両基板間の間隙を一定に保持可能であ
り、しかも開口率の低下を招くことが無く、大容量、高
精細且つ高い開口率を有し、良好な表示品位を得られる
液晶表示装置を提供する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為の手段として、信号線及び走査線の交点近傍に配
列されるスイッチング素子及びこのスイッチング素子に
接続される画素電極を複数備えた第１の基板及び、この
第１の基板と所定の間隙を隔てて対向配置され対向電極
を有する第２の基板の間隙に、液晶組成物を封入してな
る液晶表示装置において、前記第１の基板あるいは前記
第２の基板のいずれか一方に設けられ、遮光層及び複数
色の着色層からなるカラーフィルタ層と、前記信号線領
域の一部分に配置され、前記遮光層上に前記複数色の着
色層を積層してなる柱状スペーサとを設けるものであ
る。

【０００８】又本発明は上記課題を解決するための手段
として、信号線及び走査線の交点近傍に配列されるスイ
ッチング素子及びこのスイッチング素子に接続される画
素電極を複数備えた第１の基板及び、この第１の基板と
所定の間隙を隔てて対向配置され対向電極を有する第２
の基板の間隙に、液晶組成物を封入してなる液晶表示装
置において、前記第１の基板あるいは前記第２の基板の
いずれか一方に設けられ、遮光層及び赤色、緑色、青
色、の着色層からなるカラーフィルタ層と、前記信号線
領域の一部分に配置され、前記遮光層上に前記着色層の
内の隣接する２色の着色層を積層し、更に残りの着色層
を積層してなる柱状スペーサとを設けるものである。

【０００９】上記構成により本発明は、信号線領域の一
部分にカラーフィルタ層の着色の有機樹脂絶縁膜を積層
してなる柱状スペーサを配置することにより、走査線を
補助容量形成に用いる事を可能にし、もって開口率の向
上に寄与すると共に、カラーフィルタ層の着色の有機樹
脂絶縁膜を積層してなる柱状スペーサを容易に形成可能
であり且つ開口率の低下を招く事無く、両基板間の間隙
を一定に保持出来、大容量、高精細且つ開口率の高い良
好な表示品位を有する液晶表示装置を得る事が可能とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図１乃至図４に示
す実施の形態を参照して説明する。１０はアクティブマ
トリクス型のカラー液晶表示装置であり、第１の基板で
あるアレイ基板１１及び第２の基板である対向基板１２
を柱状スペーサ１３により一定の間隙例えば５μｍの間
隔を保持するよう対向配置し、形成された間隙に液晶組
成物１４を封入してなっている。アレイ基板１１には、
複数のスイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下
ＴＦＴと略称する。）１６に駆動されるインジウム錫酸
化物（以下ＩＴＯと略称する。）からなる画素電極１７
がマトリクス状にパターン形成されている。また対向基
板１２は、ガラス基板２１上にカラーフィルタ層１８及
びＩＴＯからなる対向電極２０を有している。

【００１１】アレイ基板１１は、ガラス基板２３上に複
数の幅約２０μｍの走査線２６及び幅約５μｍの信号線
２７が絶縁膜２８を介して交差するようパターン形成さ
れ、交差領域近傍にＴＦＴ１６を形成し、更に絶縁膜３
０を介し画素電極１７が配置されている。対向基板１２
のカラーフィルタ層１８は、黒色の有機樹脂絶縁膜から
なり開口部３１を形成するよう走査線２６及び信号線２
７を被覆する厚さ３．０μｍの遮光層３２と、平坦な領
域における厚さ２．０μｍの有機樹脂絶縁膜からなる赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色層３３、３
４、３６がストライプ状にパターン形成されて成ってい
る。

【００１２】即ちカラーフィルタ層１８形成時、ガラス
基板２１上に感光性の黒色樹脂をスピンナーにて塗布
し、走査線及び信号線のそれぞれを被覆する領域を残す
パターン形状のフォトマスクを用いて露光後、現像して
遮光層３２を形成する。次いで、赤色の顔料を分散させ
た紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて
全面塗布後、赤色の着色層を形成する部分のみに紫外線
を照射するフォトマスクを介し紫外線を照射して露光を
行った後、現像し赤色の着色層３３を形成する。同様に
フォトリソグラフィ技術により緑色の顔料を分散させた
紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト及び青色の顔料を分
散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを必要部分
に配置し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のス
トライプ状の着色層３３〜３６を形成する。

【００１３】但し走査線２６と信号線２７の交差領域で
は、遮光層３２上に隣接される着色層及び残りの着色層
の３原色の着色層３３〜３６が積層するようパターン形
成されて、柱状スペーサ１３を形成している。尚走査線
２６と信号線２７の交差領域以外の領域では、それぞれ
隣接される着色層３３〜３６は、重なり合う事無く、遮
光層３２中央に間隙３７を形成する様離間されている。

【００１４】即ち、柱状スペーサ１３は、カラーフィル
タ層１８形成時に、走査線２６と信号線２７の交差領域
で、各着色層３３〜３６を積層パターン形成することに
より、容易に配置形成可能とされる。

【００１５】このカラーフィルタ層１８上に、スパッタ
リングによりＩＴＯを成膜し対向電極２０を形成する
が、この時走査線２６と信号線２７の交差領域以外の領
域では、隣接する着色層３３〜３６が離間され遮光層３
２中央に間隙３７が形成され窪み状に成っていることか
ら、対向電極２０は、遮光層３２及び着色層３３〜３６
の重なりによる悪影響を低減され、開口部３１周縁での
歪みが防止される。

【００１６】このようにしてなるアレイ基板１１と、対
向基板１２に、配向膜３８ａ、３８ｂを塗布して配向処
理後、接着剤（図示せず）にて両基板１１、１２を貼り
合せ、柱状スペーサ１３により均一の間隙を保持する液
晶セルを形成する。更に液晶セルの間隙に液晶組成物１
４を注入し、注入口を封止してカラー液晶表示装置１０
を形成する事となる。

【００１７】このカラー液晶表示装置１０にあっては、
補助容量を走査線２６と画素電極１７との間で形成して
いて、走査線２６とは別に補助容量線をアレイ基板１１
上に形成しなくて良く、更にラビング等による配向不良
領域（ラビング時にスペーサの影となる領域）をＴＦＴ
上となるよう設定することで、開口率は、画像ピッチに
もよるが、１１．３インチサイズＸＧＡ仕様で約５％向
上される。

【００１８】このように構成すれば、走査線２６が画素
電極１７と積層する領域を避けて、走査線２６と信号線
２７の交差領域にて、遮光層３２上に着色層３３〜３６
を積層して柱状スペーサ１３を配置することにより、走
査線２６及び画素電極１７間での補助容量の形成が可能
となる。従って表示領域内に走査線２６とは別に専用の
補助容量線を設ける必要が無くなり、大容量、高精細で
ありながら開口率を更に向上出来、良好な表示品位を得
られる。

【００１９】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
ではなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であ
って、例えば柱状スペーサの配置位置は、信号線と走査
線との交差領域に限定されず、信号線の領域内であれば
任意であるし、アレイ基板側に設けても良い。又遮光層
は、有機樹脂絶縁膜に限定されず、クロム（Ｃｒ）や酸
化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）等の金属材料であっても良い
が、着色層を遮光層上に積層して形成する場合は、厚膜
に形成可能な樹脂材料が好適に用いられる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号線領域にてカラーフィルタの遮光層及び着色層を積層
してなる柱状スペーサを形成するので、走査線と画素電
極との間に補助容量の形成を可能とし、これにより例え
ば走査線とは別に補助容量線を設ける必要がなくなり、
大容量、高精細でありながら更なる開口率の向上を図
れ、より表示品位の高い液晶表示装置を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のアレイ基板を示す概略平
面図である。

【図２】本発明の実施の形態のカラーフィルタ層を示す
概略平面図である。

【図３】本発明の実施の形態の図２のＡ−Ａ´線に相当
する位置におけるカラー液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の図２のＢ−Ｂ´線に相当
する位置におけるカラー液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…カラー液晶表示装置 １１…アレイ基板 １２…対向基板 １３…柱状スペーサ １４…液晶組成物 １６…ＴＦＴ １７…画素電極 １８…カラーフィルタ層 ２０…対向電極 ２６…走査線 ２７…信号線 ３２…遮光層 ３３〜３６…着色層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号線及び走査線の交点近傍に配列され
   るスイッチング素子及びこのスイッチング素子に接続さ
   れる画素電極を複数備えた第１の基板及び、この第１の
   基板と所定の間隙を隔てて対向配置され対向電極を有す
   る第２の基板の間隙に、液晶組成物を封入してなる液晶
   表示装置において、 前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれか一方
   に設けられ、遮光層及び複数色の着色層からなるカラー
   フィルタ層と、 前記信号線領域の一部分に配置され、前記遮光層上に前
   記複数色の着色層を積層してなる柱状スペーサと、を具
   備する事を特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 信号線及び走査線の交点近傍に配列され
   るスイッチング素子及びこのスイッチング素子に接続さ
   れる画素電極を複数備えた第１の基板及び、この第１の
   基板と所定の間隙を隔てて対向配置され対向電極を有す
   る第２の基板の間隙に、液晶組成物を封入してなる液晶
   表示装置において、 前記第１の基板あるいは前記第２の基板のいずれか一方
   に設けられ、遮光層及び赤色、緑色、青色、の着色層か
   らなるカラーフィルタ層と、 前記信号線領域の一部分に配置され、前記遮光層上に前
   記着色層の内の隣接する２色の着色層を積層し、更に残
   りの着色層を積層してなる柱状スペーサと、を具備する
   事を特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記遮光層が、樹脂膜からなることを特
   徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記カラーフィルタ層が、前記柱状スペ
   ーサ部分を除き、隣接する前記着色層が離れている事を
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液
   晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記柱状スペーサが、前記信号線領域で
   あって前記走査線との交差部分に配置されることを特徴
   とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶表
   示装置。