JP5213596B2

JP5213596B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP5213596B2
Application number: JP2008229458A
Authority: JP
Inventors: 昭雄太田
Original assignee: 株式会社ジャパンディスプレイウェスト
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: JP2010061073A

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に補助容量下電極の形成面積を増大させずに開口率
を維持したまま、補助容量を従来例の液晶表示装置よりも増大化させることができ、フリ
ッカやクロストーク等が生じ難い液晶表示装置に関する。

液晶表示装置はＣＲＴ（陰極線管）と比較して軽量、薄型、低消費電力という特徴があ
るため、表示用として多くの電子機器に使用されている。液晶表示装置は、配向膜に対し
てラビング処理することにより所定方向に整列した液晶分子の向きを電界により変えて、
光の透過量ないし反射量を変化させて画像を表示させるものである。

液晶表示装置としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment
）モード、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード等の縦電界方式のものが
多く採用されており、特に近年では広視野角特性を備えておりながら高開口率であるため
に、ＶＡモードないしＭＶＡモードの液晶表示装置が多く採用されるようになっている。
このうち、従来のＴＮモードの液晶表示装置の一般的な構成を図９〜図１３を用いて説明
する。

図９は従来のＴＮモードの液晶表示装置の１サブ画素分の平面図である。図１０は図９
のＸ−Ｘ線の断面図である。図１１は図９のXI−XI線の断面図である。図１２は図９に示
す液晶表示装置の１サブ画素部分の模式的な等価回路図である。図１３は図９に示す液晶
表示装置の１サブ画素の各部分の電圧波形を示す図である。

従来の液晶表示装置５０は、互いに対向配置されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ
基板ＣＦ間に液晶ＬＣを封入した構成を備えている。アレイ基板ＡＲは第１の透明基板１
１を有し、この第１の透明基板１１上には複数本の走査線１２及び信号線１３がゲート絶
縁膜１４を挟んでマトリクス状に形成されている。また、走査線１２及び信号線１３で囲
まれた領域毎に補助容量下電極１５及び画素電極１６が設けられており、この画素電極１
６は図１２においては等価的に液晶容量ＣＬＣで表わされている。通常、液晶容量ＣＬＣ
には補助容量下電極１５及び補助容量上電極となるドレイン電極Ｄにより形成された補助
容量Ｃｓが並列に接続されている。液晶容量ＣＬＣの一端は駆動用スイッチング素子とし
ての薄膜トランジスタＴＦＴ（Thin Film Transistor）に接続されているとともに、他端
は第２の透明基板２２の表面にカラーフィルタ層２３及びトップコート層２４を介して設
けられた共通電極２５に接続されて所定のコモン電位Ｖｃが印加されている。

ＴＦＴのソース電極Ｓは信号線１３に接続されて画像信号Ｖｓの供給を受け、また、Ｔ
ＦＴのドレイン電極Ｄはコンタクトホール１７を経て液晶容量ＣＬＣの一端、すなわち画
素電極１６に接続されている。さらに、ＴＦＴのゲート電極Ｇは走査線１２に接続されて
所定の電圧を有するゲートパルスＶｇが印加されるようになされている。なお、ここに示
した液晶表示装置５０においては、各ＴＦＴ、走査線１２及び信号線１３を覆うように、
第１の透明基板１１の表面全体にパッシベーション膜１８を介して層間膜１９が平坦に所
定高さとなるように設けられている。画素電極１６は、所定高さの層間膜１９の表面に設
けられてセルギャップが一定に保たれているとともに、コンタクトホール１７を介してＴ
ＦＴのドレイン電極Ｄに接続されている。また、画素電極１６と共通電極２５との間には
液晶ＬＣが封入されている。

この液晶表示装置５０においては、液晶容量ＣＬＣとゲート電極Ｇとの間には結合容量
が形成される。この結合容量は画素電極１６と走査線１２との間の浮遊容量成分ＣＳＤと
ＴＦＴ内部のゲート領域とドレイン領域との間の寄生容量成分ＣＧＤが合わさったもので
あり、後者の寄生容量成分ＣＧＤが支配的であるとともにその値は個々のＴＦＴによって
かなりのばらつきが存在している。

この一画素の各部分の電圧波形を図１３を用いて説明する。この液晶表示装置５０にお
いては、共通電極２５に印加されるコモン電位Ｖｃは周期的に反転されており、それに伴
って信号線１３に印加される画像信号Ｖｓも周期的に反転するバイアス電圧が重畳されて
いる。まず、所定のサブ画素の選択期間中にゲートパルスＶｇがゲート電極Ｇに印加され
ると、このサブ画素のＴＦＴはオン状態になる。この時、信号線１３から供給された画像
信号ＶｓがＴＦＴを介して画素電極１６に書き込まれて、いわゆるサンプリングが行なわ
れる。次にこのサブ画素が非選択期間になると、ゲートパルスＶｇの印加が停止されてロ
ーレベルゲート電圧が印加され、ＴＦＴはオフ状態となるが、書き込まれた画像信号は液
晶容量ＣＬＣに保持されている。

選択期間から非選択期間に移行するとき、矩形波ゲートパルスＶｇはハイレベルからロ
ーレベルに急激に立ち下がるので、このとき前述した結合容量を介してカップリングによ
り液晶容量ＣＬＣに蓄えられた電荷が瞬間的に放電する。このため、画素電極１６に書き
込まれた画像信号Ｖｓに電圧シフトΔＶ（図示せず）が生じてしまう。したがって、液晶
表示装置５０の個々のサブ画素ごとに結合容量の値にばらつきがあるため、前記電圧シフ
トΔＶにもばらつきが生じるので、結果として液晶表示装置５０の表示画面を周期的に変
化させ、いわゆるフリッカ及び残像を生じて表示品位を著しく劣化させてしまう。

従来、電圧シフトΔＶの絶対量及びばらつきを抑制するため、液晶容量ＣＬＣに並列接
続されている補助容量Ｃｓを大きめに形成するという対策が講じられていた。すなわち結
合容量を介して放電される電荷量を補うに足る電荷を予め補助容量Ｃｓに蓄えるものであ
る。そして、この補助容量Ｃｓは、他の電極から独立した補助容量下電極１５を補助容量
上電極となる画素電極１６に電気的に接続されたＴＦＴのドレイン電極Ｄに平面視で重畳
して配置し、その補助容量下電極１５に共通電極２５と共通の電圧を与えるいわゆるCs o
n Common方式の蓄積容量型のものが多く使用されている。

近年、携帯機器用の小型の液晶表示装置は高精細化が進んできており、それに伴い電極
／配線間の寄生容量によるクロストークが発生しやすいので、大きな補助容量Ｃｓが要求
されるようになっている。このような大きな補助容量を確保する目的で、下記特許文献１
（特開平５−２６５０３５号公報）には、第１補助容量電極と画素電極とを重畳させ、補
助容量線と接続された第２補助容量電極を第１補助容量電極と重畳配置させた液晶表示装
置の発明が開示されている。また、下記特許文献２（特開平５−２６５０３６号公報）に
は、補助容量電極と補助容量線とを異なる層に独立かつ重畳させて形成し、画素電極と補
助容量線間で第１補助容量を形成すると共に、補助容量電極と補助容量線との間で第２補
助容量を形成した液晶表示装置の発明が開示されている。また、下記特許文献３には、補
助容量配線を透明導電性層とその表面に形成された幅が狭い金属層から形成することによ
って開口率を大きくするようにした液晶表示装置の発明が開示されている
特開平５−２６５０３５号公報特開平５−２６５０３６号公報特開平５−３２３３７８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されている液晶表示装置においては、補助
容量Ｃｓは画素電極の領域に形成されており、この寸法を大きく設定すると画素の開口率
が犠牲になるため、十分な表示コントラストを得ることができなくなると共に透過率（輝
度）も確保できなくなる。また、上記特許文献３に開示されている液晶表示装置において
は、不透明な補助容量配線部分を狭くできるので、開口率の向上を達成し得るにしても、
一対の補助容量電極により補助容量を形成しているので、保持容量の増大化には限度があ
った。特に、携帯機器用の小型の液晶表示装置の高精細化に伴って、画素電極以外の信号
線ないし走査線の占める割合も増えているため、補助容量Ｃｓの増大化に伴う画素の開口
率低下の問題点は顕著に現れてくる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、補助容量
下電極の形成面積を増大させずに開口率を維持したまま、補助容量を従来例の液晶表示装
置よりも増大化させることができ、開口率が大きく、しかも、フリッカやクロストーク等
が生じ難い液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、
液晶層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板を備え、
前記第１基板の前記液晶層側には、第１絶縁膜を挟んでマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記第１絶縁膜と前記第１基板との間に前記走査線と平行に形成された補助容量線及び前記補助容量線に電気的に接続された補助容量下電極と、平面視で前記補助容量下電極と重畳する位置の前記第１絶縁膜の表面に形成された補助容量上電極と、前記スイッチング素子、前記信号線、前記補助容量上電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面を被覆する第２絶縁膜と、前記走査線及び信号線で区画された領域毎に形成され、前記スイッチング素子及び前記補助容量上電極と電気的に接続された画素電極と、前記画素電極の表面を被覆する第１配向膜とを備え、
前記第２基板の前記液晶層側に形成された共通電極と、前記共通電極の表面を被覆する第２配向膜と、
を備える液晶表示装置であって、
前記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、頂部が前記第１基板及び第２基板の他方と接する柱状スペーサを備えており、
前記補助容量上電極と前記補助容量下電極との間で前記第１絶縁膜を誘電体とする第１補助容量を構成するとともに、前記柱状スペーサの表面を前記画素電極と前記第１配向膜で被覆することによって、前記共通電極と前記柱状スペーサの頂部表面の前記画素電極との間に、又は前記共通電極と前記第２配向膜で前記柱状スペーサの表面を被覆することによって、前記画素電極と前記柱状スペーサの頂部表面の前記共通電極との間に第２補助容量を構成し、
前記柱状スペーサの頂部表面の面積を、前記補助容量上電極の面積と同じかそれよりも小さく形成し、かつ前記柱状スペーサの頂部表面を被覆する前記第１配向膜又は前記第２配向膜を前記第２配向膜又は前記第１配向膜と互いに接触させて、前記第１配向膜及び前記第２配向膜により前記第２補助容量の誘電体を形成することによって、前記第２補助容量の容量形成領域の面積が、前記第１補助容量の容量形成領域の面積と同じかそれより小さく形成されている。

本発明の液晶表示装置は、従来例の液晶表示装置の場合と同様に、補助容量上電極と補助容量下電極との間の第１絶縁膜を誘電体とした第１補助容量が形成されている。それに加えて、本発明の液晶表示装置は、第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、頂部が前記第１基板及び第２基板の他方と接する柱状スペーサを備えており、前記柱状スペーサの表面は、画素電極と第１配向膜又は共通電極と第２配向膜で被覆されている。そのため、本発明の液晶表示装置は、共通電極と柱状スペーサの頂部表面の画素電極又は画素電極と柱状スペーサの頂部表面の共通電極との間に第２補助容量が形成されていることになる。

そのため、本発明の液晶表示装置によれば、従来例の液晶表示装置の場合と同様の第１
補助容量に加えて第２補助容量を備えているので、全補助容量を従来例の液晶表示装置の
場合に比するとより大きくすることができるようになり、フリッカやクロストークが生じ
難い液晶表示装置となる。逆に、本発明の液晶表示装置によれば、全補助容量の大きさを
従来例の液晶表示装置の補助容量と同じ大きさになるようにすれば、補助容量形成領域の
面積を従来例の液晶表示装置の場合よりも小さくできるため、開口率が大きく、明るい表
示が可能な液晶表示装置となる。なお、本発明の液晶表示装置においては、柱状スペーサ
を第１基板及び第２基板の何れに形成しても同様の効果が得られる。

本発明の液晶表示装置においては、前記柱状スペーサの頂部表面の前記第１配向膜又は第２配向膜は、前記第２配向膜又は第１配向膜と互いに接触している。

柱状スペーサの頂部表面の第１配向膜又は第２配向膜が第２配向膜又は第１配向膜と互
いに接触していると、共通電極と柱状スペーサの頂部表面の画素電極又は画素電極と柱状
スペーサの頂部表面の共通電極との間に第１配向膜及び第２配向膜を誘電体とした第２補
助容量が形成される。その結果、第１配向膜及び第２配向膜共に厚さは薄いので、第２補
助容量の大きさは、第１配向膜及び第２配向膜が接触していない場合よりも大きくなるた
め、上記本発明の効果がより顕著に生じるようになる。

本発明の液晶表示装置においては、前記柱状スペーサの頂部表面の面積は前記補助容量上電極の面積と同じかそれよりも小さい。

本発明の液晶表示装置は、柱状スペーサの頂部表面の面積を大きくすると、それに比例して第２補助容量の大きさを大きくすることができる。しかしながら、柱状スペーサの頂部表面の面積が大きくなると、柱状スペーサの側面の配向膜の存在による液晶の配向の乱れが大きくなるので、柱状スペーサの頂部表面の面積は補助容量上電極の面積と同じかそれよりも小さくすることとした。

本発明の液晶表示装置においては、前記柱状スペーサの頂部は平面視で前記補助容量上
電極と重畳する位置に形成されていることが好ましい。

補助容量上電極は、通常アルミニウムないしアルミニウム合金等の金属材料から形成さ
れるため、遮光性である。そのため、第２補助容量を形成するための柱状スペーサを平面
視で補助容量上電極と重畳する位置に形成すれば、特に柱状スペーサを設けたことによっ
て開口度が小さくなることがない。従って、本発明の液晶表示装置によれば、全補助容量
を大きくしながらも開口度が小さくなることがないので、従来例の液晶表示装置と同じ開
口度であっても、よりフリッカやクロストーク等が生じ難い液晶表示装置となる。

本発明の液晶表示装置においては、前記柱状スペーサの頂部は平面視で前記補助容量上
電極からはみ出ないように形成されていることが好ましい。

柱状スペーサの頂部が平面視で補助容量上電極からはみ出てしまうと、柱状スペーサの
側面に形成されている配向膜による液晶の配向の乱れが視認できるようになることに加え
、柱状スペーサにより一部の透過光が遮光されるようになるので開口度の低下に繋がるの
で、好ましくない。

本発明の液晶表示装置においては、前記画素電極と前記第２絶縁膜との間には透明樹脂
層からなる平坦化膜が形成されていることが好ましい。

画素電極と第２絶縁膜との間には透明樹脂層からなる平坦化膜が形成されていると、液
晶層の厚さ（セルギャップ）が均一化されるので、表示画質が向上すると共に、画素電極
の形成領域を広くすることができるために開口度の向上に繋がる。

以下、実施形態及び図面を参照にして本発明を実施するための最良の形態を説明するが
、以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するもので
はなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行っ
たものにも均しく適用し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いら
れた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各
層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示され
ているものではない。

図１は第１実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した１サブ画素
分の平面図である。図２は図１のII−II線の断面図である。図３は図１のIII−III線の断
面図である。図４は第２実施形態の液晶表示装置における図２に対応する断面図である。
図５は第２実施形態の液晶表示装置における図３に対応する断面図である。図６は第３実
施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した１サブ画素分の平面図であ
る。図７は図６のVII−VII線の断面図である。図８は図６のVIII−VIII線の断面図である
。

［第１実施形態］
第１実施形態の液晶表示装置１０Ａを図１〜図３を用いて説明する。なお、図１〜図３
においては図９〜図１１に示した従来例の液晶表示装置５０と同一構成部分には同一の参
照符号を付与して説明する。この液晶表示装置１０Ａのアレイ基板ＡＲは、透明な絶縁性
を有するガラス等からなる第１の透明基板１１上には、液晶ＬＣに面する側に、アルミニ
ウムやモリブデン等の金属からなる複数の走査線１２が等間隔で平行に形成されており、
また、隣り合う走査線１２間の走査線１２側には補助容量線１５ａが平行して形成されて
おり、各画素の形成予定位置の補助容量線１５ａは幅広に形成されて補助容量下電極１５
となっている。なお、走査線１２は、ＴＦＴのゲート電極Ｇの形成予定位置が部分的に幅
広に形成されている。

また、走査線１２、補助容量線１５ａ及びガラス基板１１の露出部分を覆うようにして
窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなるゲート絶縁膜１４が積層されている。このゲート絶縁
膜１４が本発明の第１絶縁膜に対応する。そして、ゲート電極Ｇの形成予定位置のゲート
絶縁膜１４上には非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層２０が形成され
ている。また、ゲート絶縁膜１４上にはアルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数
の信号線１３が走査線１２と交差するようにして形成されており、この信号線１３からは
ＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソース電極Ｓは半導体層２０の表面と部分的に接
触している。

更に、信号線１３及びソース電極Ｓと同一の材料で同時に形成されたドレイン電極Ｄが
ゲート絶縁膜１４上に設けられており、このドレイン電極Ｄはソース電極Ｓと近接配置さ
れて半導体層２０と部分的に接触している。また、ドレイン電極Ｄは、ゲート絶縁膜１４
の表面及び補助容量下電極１５を部分的に被覆するように、図１及び図２においては補助
容量下電極１５の信号線１３側の両端部が露出するように、延在されている。この場合、
ドレイン電極Ｄが補助容量上電極となり、ドレイン電極Ｄと補助容量下電極１５の平面視
における重畳部分によって各サブ画素の第１補助容量を形成することになる。この補助容
量下電極１５を部分的に被覆しているドレイン電極Ｄの部分が本発明の補助容量上電極に
相当する。また、走査線１２と信号線１３とに囲まれた領域が１サブ画素領域に相当する
。そしてゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜１４、半導体層２０、ソース電極Ｓ、ドレイン電極
Ｄによってスイッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれのサブ画素にこのＴＦＴ
が形成されている。

更に、信号線１３、ＴＦＴ及びゲート絶縁膜１４の露出部分を覆うようにして例えば窒
化ケイ素や酸化ケイ素等からなるパッシベーション膜１８が積層され、パッシベーション
膜１８の表面はフォトレジスト等の透明樹脂材料からなり表面が平坦となされた層間膜１
９が積層されている。このパッシベーション膜１８が本発明の第２絶縁膜に対応する。ま
た、パッシベーション膜１８と層間膜１９には、ＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置
にコンタクトホール１７が形成されている。

そして、それぞれのサブ画素において、コンタクトホール１７の内面、層間膜１９の表
面及び層間膜１９の開口１９ａの内面を被覆するようにＩＴＯ（Indium Thin Oxide）な
いしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる画素電極１６が形成され
ている。更に、画素電極１６の表面には全ての画素を覆うように例えばポリイミドからな
る第１配向膜２１が積層されている。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、透明な絶縁性を有するガラス等からなる第２の透明
基板２２の表示領域上には、液晶ＬＣに面する側に、それぞれの画素に対応して形成され
る例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち何れか一色からなるストライプ状の
カラーフィルタ層２３が設けられている。また、カラーフィルタ層２３の表面には透明樹
脂層からなるトップコート層２４が形成され、このトップコート層２４の表面にはカラー
フィルタ基板ＣＦの全面に亘って共通電極２５が積層され、更に、共通電極２５の表面に
は例えばポリイミドからなる第２配向膜２６が積層されている。

そして、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａにおいては、それぞれの画素毎に、カラー
フィルタ基板ＣＦのトップコート層２４の表面に、平面視で補助容量上電極となるドレイ
ン電極Ｄと平面視で重畳する位置に、柱状スペーサ３０Ａが形成されている。この柱状ス
ペーサ３０の頂部表面は、ほぼドレイン電極Ｄよりも僅かに狭い面積に形成されており、
また、開口率を低下させないようにするために平面視でドレイン電極Ｄよりもはみ出ない
ように配置されている。そして、柱状スペーサ３０Ａの側面及び頂部表面は、カラーフィ
ルタ基板ＣＦから共通電極２５及び第２配向膜２６によって被覆されている。また、カラ
ーフィルタ基板ＡＲの液晶ＬＣに面する側の表面には、柱状スペーサ３０Ａの基部に対応
する位置、アレイ基板ＡＲの走査線１２、信号線１３及びＴＦＴに対応する位置に遮光部
材３１が形成されている。

このようにして形成されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを互いに対向さ
せ、両基板の周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に液晶ＬＣ
を充填することにより第１実施形態に係るＴＮ方式の液晶表示装置１０Ａが得られる。な
お、アレイ基板ＡＲの下方には、従来例の液晶表示装置の場合と同様に、図示しない周知
の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライト装置が配置されている。

この第１実施形態の液晶表示装置１０においては、柱状スペーサ３０Ａの頂部表面に形
成されている共通電極２５は、画素電極１６と第１配向膜２１及び第２配向膜２６を挟ん
で、対向配置されていることになる。その結果、第１配向膜２１及び第２配向膜２６の厚
さは共に液晶層ＬＣの厚さに比すると大幅に薄いので、画素電極１６と共通電極２５との
間には、柱状スペーサ３０Ａの頂部表面において、第１配向膜２１及び第２配向膜２６を
誘電体とするコンデンサが形成されていることになる。このコンデンサは本発明の第２補
助容量に相当する。

従って、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａでは、補助容量下電極１５と補助容量上電
極に対応するドレイン電極Ｄとの間で第１補助容量が形成され、画素電極１６と共通電極
２５との間で柱状スペーサ３０Ａの頂部表面において第２補助容量が形成されていること
になる。そのため、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａによれば、従来例の液晶表示装置
の場合と同様の第１補助容量に加えて第２補助容量を備えているので、従来例の液晶表示
装置の場合に比すると全補助容量をより大きくすることができるようになり、フリッカや
クロストークが生じ難くなる。逆に、全補助容量の大きさを従来例の液晶表示装置の補助
容量と同じ大きさになるようにすれば、補助容量形成領域の面積を従来例の液晶表示装置
の場合よりも小さくできるため、開口率が大きく、明るい表示が可能な液晶表示装置１０
Ａが得られる。

なお、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａにおいては、柱状スペーサ３０Ａの頂部表面
の面積を大きくすると、それに比例して第２補助容量の大きさを大きくすることができる
。しかしながら、柱状スペーサ３０Ａ頂部表面の面積が大きくなると、柱状スペーサ３０
Ａの側面の第２配向膜２６の存在による液晶分子の配向の乱れが大きくなるので、柱状ス
ペーサ３０のＡ頂部表面の面積は補助容量上電極であるドレイン電極Ｄの面積と同じかそ
れよりも小さくすることが好ましい。

［第２実施形態］
第１実施形態の液晶表示装置１０Ａでは柱状スペーサ３０Ａをカラーフィルタ基板ＣＦ
側に設けた例を示した。しかしながら、柱状スペーサはアレイ基板ＡＲ側に設けることも
できる。このような柱状スペーサをアレイ基板ＡＲ側に設けた第２実施形態の液晶表示装
置を図４及び図５を用いて説明する。なお、図４は第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの
図２に対応する断面図であり、図５は同じく図３に対応する断面図であり、第２実施形態
の液晶表示装置１０Ｂのカラーフィルタ基板を透視して表した１サブ画素分の平面図は、
第１実施形態の液晶表示装置１０Ａと同様であるので、図１を援用し、第１実施形態の液
晶表示装置１０Ａと構成が同一の箇所には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省
略する。

この第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂは、柱状スペーサ３０Ｂをアレイ基板ＡＲの層
間膜１９の表面に形成するとともに、この柱状スペーサ３０Ｂの側面及び頂部表面を順次
画素電極１６及び第１配向膜２１で被覆したものである。そして、カラーフィルタ基板Ｃ
Ｆ側は、従来例の場合と同様に、カラーフィルタ層２３の表面に順次トップコート層２４
、共通電極２５及び第２配向膜２６が被覆されており、第２配向膜２６の表面は実質的に
平らになっている。そして、柱状スペーサ３０Ｂの頂部表面の第１配向膜２１はカラーフ
ィルタ基板ＣＦの第２配向膜２６と直接接触している。そのため、第２実施形態の液晶表
示装置１０Ｂでも、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの場合と同様に、画素電極１６と
共通電極２５との間には、柱状スペーサ３０Ｂの頂部表面において、第１配向膜２１及び
第２配向膜２６を誘電体とするコンデンサ、すなわち第２補助容量が形成されていること
になる。従って、第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂは、実質的に第１実施形態の液晶表
示装置１０Ａと同様の効果を奏する。

［第３実施形態］
第２実施形態の液晶表示装置１０Ｃを図６〜図８を用いて説明する。なお、図６〜図８
においては、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａと構成が同一の箇所には同一の参照符号
を付与してその詳細な説明は省略する。第３実施形態の液晶表示装置１０Ｃが第１実施形
態の液晶表示装置１０Ａと構成が相違する点は、カラーフィルタ基板ＣＦに形成された柱
状スペーサ３０Ｃの形状を細長いリブ状のものとした点である。柱状スペーサ３０Ｃをこ
のように細長いリブ状とすると、第１及び第２実施形態の液晶表示装置１０Ａ及び１０Ｂ
と比すると、第２補助容量は小さくなるが、１サブ画素の表示領域から離れた位置に柱状
スペーサ３０Ｃを配置することができるので、柱状スペーサ３０Ｃの存在による表示領域
の液晶分子の配向の乱れが抑制されるので、表示画質が良好な液晶表示装置となる。なお
、図６では、柱状スペーサ３０Ｃの形状が平面視で走査線１２側が長辺部、走査線１２と
は反対側が短辺部となっているほぼ台形状とした例が示されている。このような形状とす
ると、カラーフィルタ基板ＣＦに対して外部から押圧された際にもセルギャップ維持に必
要な断面積を確保しつつ、短辺側の液晶分子の配向の乱れを減少させることができるよう
になるので、良好な表示画質が得られるようになる。

なお、上記各実施形態１〜３においてはＴＮモードの液晶表示装置の場合について説明
したが、本発明は、ＶＡモード、ＭＶＡモード、更には、高速応答性に優れるＯＣＢ（Op
tically Compensated Bend）モード等の縦電界方式の液晶表示装置に対しても等しく適用
可能である。また、上記実施形態１〜３においては、画素電極１６が層間膜１９の表面に
形成されているものについて説明したが、層間膜１９は必ずしも必要な構成ではなく、本
発明は画素電極１６が第２絶縁膜１８の表面に形成されている液晶表示装置に対しても適
用可能である。

第１実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した１サブ画素分の平面図である。図１のII−II線の断面図である。図１のIII−III線の断面図である。第２実施形態の液晶表示装置における図２に対応する断面図である。第２実施形態の液晶表示装置における図３に対応する断面図である。第３実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した１サブ画素分の平面図である。図６のVII−VII線の断面図である。図６のVIII−VIII線の断面図である。従来のＴＮモードの液晶表示装置の１サブ画素分の平面図である。図９のＸ−Ｘ線の断面図である。図９のXI−XI線の断面図である。図９に示す液晶表示装置の１サブ画素部分の模式的な等価回路図である。図９に示す液晶表示装置の１サブ画素の各部分の電圧波形を示す図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ：液晶表示装置１１：第１の透明基板１２：走査線１３：信号線
１４：ゲート絶縁膜１５：補助容量下電極１５ａ：補助容量線１６：画素電極１
７：コンタクトホール１８：パッシベーション膜１９：層間膜２０：半導体層２
１：第１配向膜２２：第２の透明基板２３：カラーフィルタ層２４：トップコート
層２５：共通電極２６：第２配向膜３０Ａ〜３０Ｃ：柱状スペーサ３１：遮光層
ＡＲ：アレイ基板ＣＦ：カラーフィルタ基板ＬＣ：液晶

Claims

液晶層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板を備え、
前記第１基板の前記液晶層側には、第１絶縁膜を挟んでマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記第１絶縁膜と前記第１基板との間に前記走査線と平行に形成された補助容量線及び前記補助容量線に電気的に接続された補助容量下電極と、平面視で前記補助容量下電極と重畳する位置の前記第１絶縁膜の表面に形成された補助容量上電極と、前記スイッチング素子、前記信号線、前記補助容量上電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面を被覆する第２絶縁膜と、前記走査線及び信号線で区画された領域毎に形成され、前記スイッチング素子及び前記補助容量上電極と電気的に接続された画素電極と、前記画素電極の表面を被覆する第１配向膜とを備え、
前記第２基板の前記液晶層側に形成された共通電極と、前記共通電極の表面を被覆する第２配向膜と、
を備える液晶表示装置であって、
前記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、頂部が前記第１基板及び第２基板の他方と接する柱状スペーサを備えており、
前記補助容量上電極と前記補助容量下電極との間で前記第１絶縁膜を誘電体とする第１補助容量を構成するとともに、前記柱状スペーサの表面を前記画素電極と前記第１配向膜で被覆することによって、前記共通電極と前記柱状スペーサの頂部表面の前記画素電極との間に、又は前記共通電極と前記第２配向膜で前記柱状スペーサの表面を被覆することによって、前記画素電極と前記柱状スペーサの頂部表面の前記共通電極との間に第２補助容量を構成し、
前記柱状スペーサの頂部表面の面積を、前記補助容量上電極の面積と同じかそれよりも小さく形成し、かつ前記柱状スペーサの頂部表面を被覆する前記第１配向膜又は前記第２配向膜を前記第２配向膜又は前記第１配向膜と互いに接触させて、前記第１配向膜及び前記第２配向膜により前記第２補助容量の誘電体を形成することによって、前記第２補助容量の容量形成領域の面積が、前記第１補助容量の容量形成領域の面積と同じかそれより小さく形成されている液晶表示装置。
前記柱状スペーサの頂部は平面視で前記補助容量上電極と重畳する位置に形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
前記柱状スペーサの頂部は平面視で前記補助容量上電極からはみ出ないように形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
前記画素電極と前記第２絶縁膜との間には透明樹脂層からなる平坦化膜が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。