JP2001027754A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トランジスタアレイ基
板とカラーフィルタ基板の間の空間に液晶を封入した液
晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed in a space between a transistor array substrate and a color filter substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置に利用するカラーフィルタ
の色要素(RGB)の配列は、ストライプ配列、モザイ
ク配列、デルタ(トライアングル)配列などが知られて
いる。そして精細度が高い製品にはストライプ配列が用
いられ、精細度が低い製品にはモザイクやデルタ配列が
用いられている。図4は、ストライプ配列のカラーフィ
ルタを備える従来のTFT型液晶表示装置のストライプ
方向に沿った断面図を示している。図4に示すように従
来の液晶表示装置は、トランジスタアレイ基板100と
カラーフィルタ基板200の間に所定のギャップを備え
る空間が形成されてその中に液晶が封入されている。ア
レイ基板100は、ガラス等の透明基板の上のゲート配
線101やソース配線(図示せず)で区画される領域内
に薄膜トランジスタ(図示せず)とそれに接続した画素
電極102を配置している。画素電極102は、ITO
などの透明電極で構成され、その一部は前記区画領域外
に位置してゲート配線101の上にゲート絶縁膜103
を介して積層配置されているが、その大部分は前記区画
領域内に位置して一層あるいは多層の層間絶縁膜103
の上に積層配置されている。フィルタ基板200は、ガ
ラスなどの透明基板の上に、カラーフィルタ201とそ
れを覆う対向電極202を配置している。カラーフィル
タ201は、RGBの色要素を備え、それらを遮光性の
ブラックマトリックス203の上にストライプ状に配置
している。2. Description of the Related Art As an arrangement of color elements (RGB) of a color filter used in a liquid crystal display device, a stripe arrangement, a mosaic arrangement, a delta (triangle) arrangement and the like are known. Products with high definition use a stripe arrangement, and products with low definition use a mosaic or delta arrangement. FIG. 4 is a cross-sectional view along a stripe direction of a conventional TFT type liquid crystal display device having a color filter of a stripe arrangement. As shown in FIG. 4, in the conventional liquid crystal display device, a space having a predetermined gap is formed between the transistor array substrate 100 and the color filter substrate 200, and the liquid crystal is sealed therein. The array substrate 100 has a thin film transistor (not shown) and a pixel electrode 102 connected thereto in a region defined by a gate wiring 101 and a source wiring (not shown) on a transparent substrate such as glass. The pixel electrode 102 is made of ITO
A part of which is located outside the partition area and on the gate wiring 101, a gate insulating film 103
Most of the interlayer insulating films 103 are located in the above-mentioned partitioned region and are arranged in a single layer or a multilayer.
Are stacked on top of each other. The filter substrate 200 has a color filter 201 and a counter electrode 202 covering the color filter 201 disposed on a transparent substrate such as glass. The color filter 201 includes RGB color elements, and these are arranged on the light-shielding black matrix 203 in a stripe shape.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置
は、ストライプ状の色要素がブラックマトリックス20
3の上にも連続して形成されているので、カラーフィル
タ201の表面に、ゲート配線やソース配線と対向して
下向きに突出した突起204が形成されている。この突
起204の存在は、ソース配線やゲート配線上にセルギ
ャップ形成用のスペーサを安定して保持することを困難
にしている。また、ブラックマトリックス203上の色
要素の存在によって対向電極202とソース配線やゲー
ト配線間の距離が短くなり、寄生容量の発生要因になっ
ている。そこで本発明は、上記の点を考慮し、液晶表示
装置の表示品位を高めることを課題の1つとする。ま
た、セルギャップを安定化させて表示品位を高めること
を課題の1つとする。また、対向電極とソース配線やゲ
ート配線間に形成される寄生容量を低減させ、寄生容量
による画質劣化を防止することを課題の1つとする。In a conventional liquid crystal display device, a stripe-shaped color element has a black matrix 20.
3, the projections 204 are formed on the surface of the color filter 201 so as to face the gate wiring and the source wiring and protrude downward. The presence of the projections 204 makes it difficult to stably hold the cell gap forming spacer on the source wiring and the gate wiring. In addition, the presence of the color elements on the black matrix 203 shortens the distance between the counter electrode 202 and the source wiring or the gate wiring, which causes a parasitic capacitance. In view of the above, an object of the present invention is to improve the display quality of a liquid crystal display device. Another object is to enhance display quality by stabilizing the cell gap. Another object is to reduce parasitic capacitance formed between a counter electrode and a source wiring or a gate wiring to prevent image quality deterioration due to the parasitic capacitance.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、請求項1に記載のように、複数のソース配線とゲー
ト配線によって区画された領域がマトリックス状に配置
され、この区画領域にトランジスタと画素電極で構成し
た表示素子を配置したトランジスタアレイ基板と、前記
区画領域に対応した開口を備えるブラックマトリックス
及び前記開口を覆うように配置した色要素を有するカラ
ーフィルタを備えるフィルタ基板と、前記両基板間に封
入した液晶とを備える液晶表示装置において、前記フィ
ルタ基板は、所定配線に沿った前記開口を同一色の色要
素が覆うとともに、同一色の色要素の境界部分に前記ブ
ラックマトリックスが露出する溝が形成されていること
を特徴とする。According to the liquid crystal display device of the present invention, a region defined by a plurality of source wirings and gate wirings is arranged in a matrix, and a transistor is formed in the partitioned region. A transistor array substrate on which a display element composed of pixel electrodes is disposed, a filter substrate including a black matrix having an opening corresponding to the partition region and a color filter having a color element disposed so as to cover the opening, In a liquid crystal display device including a liquid crystal sealed between substrates, the filter substrate covers the opening along predetermined wiring with a color element of the same color, and the black matrix is exposed at a boundary between the color elements of the same color. The groove is formed.
【0005】本発明の液晶表示装置は、請求項2に記載
のように、トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基
板の間の空間に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記トランジスタアレイ基板は、複数のソース配線とゲ
ート配線によって区画された領域にトランジスタと画素
電極を配置して構成し、前記カラーフィルタ基板は、前
記区画領域に対応した開口を備えるブラックマトリック
スの前記開口を覆うように色要素をストライプ状に配置
したカラーフィルタを備えて構成した液晶表示装置にお
いて、前記フィルタ基板は、同一色の色要素の境界部分
に所定深さの溝を形成していることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sealed in a space between a transistor array substrate and a color filter substrate.
The transistor array substrate is configured by arranging a transistor and a pixel electrode in a region defined by a plurality of source wirings and gate wirings, and the color filter substrate includes a black matrix having openings corresponding to the defined regions. In a liquid crystal display device comprising a color filter in which color elements are arranged in a stripe shape so as to cover the filter element, the filter substrate has a groove of a predetermined depth formed at a boundary portion between color elements of the same color. Features.
【0006】本発明の液晶表示装置は、請求項3に記載
のように、トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基
板の間の空間に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記トランジスタアレイ基板は、透明基板上のソース配
線とゲート配線によって区画された領域にトランジスタ
と画素電極の各々を透明基板の上に直接配置して構成
し、前記カラーフィルタ基板は、前記区画領域に対応し
た開口を備えるブラックマトリックスの前記開口を覆う
ように色要素をストライプ状に配置したカラーフィルタ
を備えて構成した液晶表示装置において、前記フィルタ
基板は、同一色の色要素の境界部分に溝を形成している
ことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sealed in a space between a transistor array substrate and a color filter substrate.
The transistor array substrate is configured such that transistors and pixel electrodes are directly arranged on a transparent substrate in a region defined by a source wiring and a gate wiring on a transparent substrate, and the color filter substrate is formed in the partitioned region. In a liquid crystal display device including a color filter in which color elements are arranged in a stripe shape so as to cover the openings of a black matrix having corresponding openings, the filter substrate has a groove at a boundary between color elements of the same color. It is characterized by forming.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を、バックラ
イトによって背面が照明される透過式の液晶表示装置を
例にとり図面を参照して説明する。図1、図2は、液晶
表示装置の断面図で、図3のI−I,II−IIに相応
する部分の断面図である。図3は、トランジスタアレイ
基板の概略的な構成を示す平面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a transmissive liquid crystal display device whose back surface is illuminated by a backlight as an example. 1 and 2 are cross-sectional views of the liquid crystal display device, and are cross-sectional views of portions corresponding to II and II-II in FIG. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the transistor array substrate.
【0008】液晶表示装置1は、トランジスタアレイ基
板2とカラーフィルタ基板3の間のシール材(図示せ
ず)によって囲まれた隙間部分に所定のギャップを備え
る空間が形成されてその中に液晶4が封入されている。
基板2,3の対向する面には、ポリイミドなどの配向膜
(図示せず)が形成されている。この表示装置1は、ト
ランジスタアレイ基板2側からフィルタ基板3に向けて
外部光の照射が行われる。In the liquid crystal display device 1, a space having a predetermined gap is formed in a gap portion surrounded by a sealing material (not shown) between the transistor array substrate 2 and the color filter substrate 3, and the liquid crystal 4 is formed therein. Is enclosed.
An alignment film (not shown) of polyimide or the like is formed on opposing surfaces of the substrates 2 and 3. In this display device 1, external light is irradiated from the transistor array substrate 2 side to the filter substrate 3.
【0009】アレイ基板2は、ガラス等の透明基板5の
上のゲート配線6とソース配線7によって区画される複
数の領域8内の各々に薄膜トランジスタ9とそれに接続
した画素電極10からなる表示素子を配置している。画
素電極10は、ITO(indium tin oxide)などの透明電
極で構成され、その大部分は区画領域8内に位置して透
明基板5に接するように積層配置されている。このよう
に、画素電極10をゲート絶縁膜11などの層間絶縁膜
を介在することなく透明基板5上に直接形成しているの
で、この領域8がその周辺部よりも窪んだ状態となる
が、層間絶縁膜による光吸収がなくなるので、光の利用
効率を高めることができる。すなわち、バックライト用
の照明装置の出力光が同じであれば、液晶表示装置の表
面輝度を従来よりも高めることができる。また、表面輝
度を同じに保つのであれば、前記照明装置の消費電力を
低減することができる。The array substrate 2 has a display element comprising a thin film transistor 9 and a pixel electrode 10 connected thereto in each of a plurality of regions 8 defined by a gate wiring 6 and a source wiring 7 on a transparent substrate 5 made of glass or the like. Have been placed. The pixel electrode 10 is formed of a transparent electrode such as ITO (indium tin oxide), and most of the pixel electrode 10 is located in the partition region 8 and is arranged so as to be in contact with the transparent substrate 5. As described above, since the pixel electrode 10 is formed directly on the transparent substrate 5 without the interposition of the interlayer insulating film such as the gate insulating film 11, the region 8 is recessed from its peripheral portion. Since light absorption by the interlayer insulating film is eliminated, light use efficiency can be improved. That is, if the output light of the backlight illumination device is the same, the surface luminance of the liquid crystal display device can be increased as compared with the conventional case. Further, if the surface luminance is kept the same, the power consumption of the lighting device can be reduced.
【0010】尚、この表示装置1は補助容量をゲート配
線6を利用して形成するタイプであるので、画素電極1
0の一部は,補助容量を構成するために、ゲート配線6
上にゲート絶縁膜11を介して積層配置されている。Since the display device 1 is of a type in which an auxiliary capacitance is formed using the gate wiring 6, the pixel electrode 1
0 is part of the gate line 6 to form an auxiliary capacitance.
The gate insulating film 11 is interposed between them.
【0011】フィルタ基板3は、ガラスなどの透明基板
12の上に、カラーフィルタ13を配置し、それを覆う
ようにITO等の透明な対向電極14を配置している。
対向電極14は、カラーフィルタ13の上にアクリルな
どの平坦化膜を介在して形成することもできるが、平坦
化膜を形成すると、後述する溝15の機能が低下する場
合があるので、この例では、カラーフィルタ13の上に
直接対向電極14を形成している。カラーフィルタ13
は、ブラックマトリックス13Kの開口を覆うように、
RGBの色要素13R,13G,13Bをソース配線7
と同方向にストライプ配列している。ブラックマトリッ
クス13Kは、遮光性の金属や樹脂で形成され、前記区
画領域8と同等形状の開口部を複数形成している。各色
要素13R,13G,13Bは、その周囲をブラックマ
トリックス13Kが囲むように、ブラックマトリックス
13Kの開口部に配置されている。すなわち、同一色の
色要素13G,13Gの境界部分、並びに異なる色の色
要素13R,13G,13Bの境界部分の各々に、分離
用の溝15を形成し、その溝15からブラックマトリッ
クス13Kの一部が露出するようにしている。したがっ
て、フィルタ基板3の表面のソース配線7及びゲート配
線6と対向する位置には、色要素13R,13G,13
Bの厚さに相当する深さの溝15が形成されることにな
り、この溝15がセルギャップ保持用のスペーサ16の
移動を規制する役割を果たす。The filter substrate 3 has a color filter 13 disposed on a transparent substrate 12 made of glass or the like, and a transparent counter electrode 14 made of ITO or the like disposed to cover the color filter 13.
The counter electrode 14 can be formed on the color filter 13 with a flattening film made of acrylic or the like interposed therebetween. However, if the flattening film is formed, the function of a groove 15 described later may be reduced. In the example, the counter electrode 14 is formed directly on the color filter 13. Color filter 13
Is to cover the opening of the black matrix 13K,
The RGB color elements 13R, 13G, 13B are connected to the source wiring 7
And stripes arranged in the same direction. The black matrix 13 </ b> K is formed of a light-shielding metal or resin, and has a plurality of openings having the same shape as the partition region 8. Each color element 13R, 13G, 13B is arranged in the opening of the black matrix 13K so that the periphery thereof is surrounded by the black matrix 13K. That is, a separation groove 15 is formed at each of the boundary between the color elements 13G, 13G of the same color and the boundary between the color elements 13R, 13G, 13B of different colors. Part is exposed. Therefore, the color elements 13R, 13G, 13G are located on the surface of the filter substrate 3 at positions facing the source wiring 7 and the gate wiring 6.
A groove 15 having a depth corresponding to the thickness of B is formed, and this groove 15 plays a role in regulating the movement of the spacer 16 for maintaining the cell gap.
【0012】この溝15は、対向電極14とソース配線
7やゲート配線6との間隔を広げる役割も果たすので、
トランジスタ9周辺の寄生容量の削減を図ることもでき
る。Since the groove 15 also serves to increase the distance between the counter electrode 14 and the source wiring 7 or the gate wiring 6,
The parasitic capacitance around the transistor 9 can be reduced.
【0013】また、前記分離用の溝15は、層間絶縁膜
11の除去によって若干広くなった区画領域8部分のセ
ルギャップG1に対応して、ソース配線7やゲート配線
6部分のセルギャップG2、G3を広げる作用も奏す
る。ここで、溝15の深さは、前記色要素13R,13
G,13Bの厚さと同程度としているが、溝15を形成
する際の処理(エッチチング処理など)を制御すること
により、色要素13R,13G,13Bの厚さ以下の任
意の深さに設定することもできる。このように、溝15
の深さを制御することにより、セルギャップG1がアレ
イ基板2側の構成の変更などによって増減したとして
も、セルギャップG2やG3をセルギャップG1と同等
の値に設定することができる。The isolation trenches 15 correspond to the cell gaps G1 of the source line 7 and the gate line 6 corresponding to the cell gaps G1 of the partition region 8 which have become slightly wider due to the removal of the interlayer insulating film 11, respectively. It also has the effect of expanding G3. Here, the depth of the groove 15 depends on the color elements 13R, 13R.
The thickness is set to be approximately the same as the thickness of each of the color elements 13R, 13G, and 13B by controlling the processing (etching processing and the like) for forming the groove 15. You can also. Thus, the groove 15
, The cell gaps G2 and G3 can be set to the same value as the cell gap G1 even if the cell gap G1 increases or decreases due to a change in the configuration of the array substrate 2 or the like.
【0014】上記のように、同一色の色要素13G,1
3Gを所定配線(この例ではソース配線7)と同方向に
配列してストライプ状配列とする一方、隣接する同一色
の色要素の境界部分に分離用の溝15を形成したので、
溝を形成しない従来のストライプ状配列に比べて、配線
(ゲート配線6)上のスペーサ16を安定して保持する
ことができ、セルギャップを一定に保つことができる。
また、配線(ゲート配線6やソース配線)に沿った寄生
容量を削減することができる。As described above, the color elements 13G, 1 of the same color
3G is arranged in the same direction as the predetermined wiring (the source wiring 7 in this example) to form a striped arrangement, while the separation groove 15 is formed at the boundary between adjacent color elements of the same color.
Compared with the conventional stripe arrangement in which no groove is formed, the spacer 16 on the wiring (gate wiring 6) can be held more stably, and the cell gap can be kept constant.
Further, the parasitic capacitance along the wiring (the gate wiring 6 and the source wiring) can be reduced.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置に
よれば、セルギャップを一定に保つことができるととも
に、不要な寄生容量を低減して表示品位を高めることが
できる。また、区画領域の層間絶縁膜を削除して光の有
効利用を図ることができる。As described above, according to the liquid crystal display of the present invention, the cell gap can be kept constant, and unnecessary parasitic capacitance can be reduced to improve display quality. In addition, the interlayer insulating film in the partition region can be removed, so that light can be effectively used.
【図1】本発明の一実施例の断面図(図3のI−I相応
部分)である。FIG. 1 is a cross-sectional view (a portion corresponding to II in FIG. 3) of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の断面図(図3のII−II
相応部分)である。FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the present invention (II-II in FIG. 3);
(Corresponding part).
【図3】本発明の一実施例のアレイ基板の平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of an array substrate according to one embodiment of the present invention.
【図4】従来例の断面図(図1相応)である。FIG. 4 is a sectional view (corresponding to FIG. 1) of a conventional example.
1 液晶表示装置 2 トランジスタアレイ基板 3 カラーフィルタ基板 4 液晶 5 透明基板 6 ゲート配線 7 ソース配線 8 区画領域 9 薄膜トランジスタ 10 画素電極 11 ゲート絶縁膜 12 透明基板 13 カラーフィルタ 14 対向電極 15 溝 16 スペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 2 Transistor array substrate 3 Color filter substrate 4 Liquid crystal 5 Transparent substrate 6 Gate wiring 7 Source wiring 8 Partition area 9 Thin film transistor 10 Pixel electrode 11 Gate insulating film 12 Transparent substrate 13 Color filter 14 Counter electrode 15 Groove 16 Spacer
フロントページの続き (72)発明者 金澤 秀仁 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 池本 卓 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 亀谷 雅之 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 Fターム(参考) 2H091 FA02Y FA35Y FA41Z FD22 GA06 GA07 GA08 GA13 LA16 2H092 HA28 JA24 MA17 NA01 NA23 PA02 PA03 PA08 PA09 PA13Continuation of the front page (72) Inventor Hidehito Kanazawa 3-201 Minamiyoshikata, Tottori-shi, Tottori Pref. Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Taku Ikemoto 3-201 Minamiyoshikata, Tottori-shi, Tottori Pref. (72) Inventor Masayuki Kameya 3-201 Minamiyoshikata, Tottori City, Tottori Prefecture F-term (reference) 2H091 FA02Y FA35Y FA41Z FD22 GA06 GA07 GA08 GA13 LA16 2H092 HA28 JA24 MA17 NA01 NA23 PA02 PA03 PA08 PA09 PA13
Claims (3)
区画された領域がマトリックス状に配置され、この区画
領域にトランジスタと画素電極で構成した表示素子を配
置したトランジスタアレイ基板と、前記区画領域に対応
した開口を備えるブラックマトリックス及び前記開口を
覆うように配置した色要素を有するカラーフィルタを備
えるフィルタ基板と、前記両基板間に封入した液晶とを
備える液晶表示装置において、前記フィルタ基板は、所
定配線に沿った前記開口を同一色の色要素が覆うととも
に、同一色の色要素の境界部分に前記ブラックマトリッ
クスが露出する溝が形成されていることを特徴とする液
晶表示装置。1. A transistor array substrate in which regions partitioned by a plurality of source wirings and gate wirings are arranged in a matrix, and a display element including a transistor and a pixel electrode is disposed in the partitioned region. A liquid crystal display device comprising: a filter substrate having a black matrix having a formed opening and a color filter having a color element arranged to cover the opening; and a liquid crystal sealed between the two substrates. A liquid crystal display device, wherein the same color element covers the opening along the line, and a groove for exposing the black matrix is formed at a boundary between the color elements of the same color.
タ基板の間の空間に液晶を封入した液晶表示装置であっ
て、前記トランジスタアレイ基板は、複数のソース配線
とゲート配線によって区画された領域にトランジスタと
画素電極を配置して構成し、前記カラーフィルタ基板
は、前記区画領域に対応した開口を備えるブラックマト
リックスの前記開口を覆うように色要素をストライプ状
に配置したカラーフィルタを備えて構成した液晶表示装
置において、前記フィルタ基板は、同一色の色要素の境
界部分に所定深さの溝を形成していることを特徴とする
液晶表示装置。2. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed in a space between a transistor array substrate and a color filter substrate, wherein the transistor array substrate has a transistor and a pixel in an area defined by a plurality of source wirings and gate wirings. A liquid crystal display device comprising an electrode disposed thereon, and the color filter substrate comprising a color filter in which color elements are arranged in a stripe pattern so as to cover the opening of a black matrix having an opening corresponding to the partition region. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the filter substrate has a groove having a predetermined depth at a boundary between color elements of the same color.
タ基板の間の空間に液晶を封入した液晶表示装置であっ
て、前記トランジスタアレイ基板は、透明基板上のソー
ス配線とゲート配線によって区画された領域にトランジ
スタと画素電極の各々を透明基板の上に直接配置して構
成し、前記カラーフィルタ基板は、前記区画領域に対応
した開口を備えるブラックマトリックスの前記開口を覆
うように色要素をストライプ状に配置したカラーフィル
タを備えて構成した液晶表示装置において、前記フィル
タ基板は、同一色の色要素の境界部分に溝を形成してい
ることを特徴とする液晶表示装置。3. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed in a space between a transistor array substrate and a color filter substrate, wherein the transistor array substrate has a transistor in a region defined by a source line and a gate line on a transparent substrate. And each of the pixel electrodes are arranged directly on a transparent substrate, and the color filter substrate is arranged with color elements in a stripe shape so as to cover the openings of a black matrix having openings corresponding to the partition areas. A liquid crystal display device comprising a color filter, wherein the filter substrate has a groove formed at a boundary between color elements of the same color.
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