JP2003098530A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003098530A JP2001289259A JP2001289259A JP2003098530A JP 2003098530 A JP2003098530 A JP 2003098530A JP 2001289259 A JP2001289259 A JP 2001289259A JP 2001289259 A JP2001289259 A JP 2001289259A JP 2003098530 A JP2003098530 A JP 2003098530A
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    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/09—Function characteristic transflective

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板間のギャップ精度を向上させる。 【解決手段】 液晶を介して対向配置される各基板のう
ち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその
一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射板
が形成され、この反射板の反射面に凹凸が形成されてい
るとともに、他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペー
サが形成され、該スペーサはその頂部が前記反射板の凸
に対向するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に反射型、部分透過型あるいは微透過型と称され
る液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、液晶を介して対向配置
される一対の基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に
多数の画素を有して構成されている。そして、各画素の
それぞれには電界を発生せしめる手段が形成され、該電
界によって液晶の光透過率を制御せしめるようになって
いる。このことから、液晶表示装置はその各画素に透過
させる光を必要とするが、電力の消費を低減させる目的
で、たとえば太陽光等の外来光を利用するものが知られ
ている。
【０００３】液晶を透過させた観察者側からの外来光を
画素内に設けた反射板によって全て観察者側へ反射させ
る方式のものを反射型と称している。また、液晶表示装
置にバックライトを具備させ、このバックライトからの
光を画素の一部を通して透過させる構成とするととも
に、画素の他の残りの部分に反射板を形成して観察者側
からの外来光を反射させる構成としている方式のものを
部分透過型、微透過型あるいは半透過型と称している。
【０００４】このような液晶表示装置は、そのいずれに
おいても画素内に反射板を備えるが、その反射板の反射
面全域に凹凸を形成したものが知られており、該凹凸に
よって反射光の散乱を生じせしめ、鏡面反射を回避させ
て観察者の顔の映り込み等を防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構
成された液晶表示装置は、反射板が形成された基板の液
晶側の表面には該反射板の凹凸がそのまま反映されるよ
うになってしまう。このため、該基板と液晶を介して対
向配置させる他の基板とのギャップを確保するためのビ
ーズ状のスペーサでは前記反射板の凸部あるいは凹部に
位置づけられて、ギャップ精度が悪くなることが指摘さ
れるに至った。これを解消する方法としてビーズ状のス
ペーサの数を増大することが考えられるが、表示のコン
トラストを低下させる不都合が生じることは免れなかっ
た。本発明は、このような事情に基づいてなされたもの
で、その目的は基板間のギャップ精度を向上させた液晶
表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【０００７】手段１．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部に
他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形成
され、この反射板の反射面に凹凸が形成されているとと
もに、他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが形
成され、該スペーサはその頂部が前記反射板の凸に対向
するように配置されていることを特徴とするものであ
る。
【０００８】手段２．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部に
他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形成
され、この反射板の反射面に凹凸が形成されているとと
もに、他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが形
成され、該スペーサは、その頂部が前記反射板の凸部に
対向するとともに、該凸部と隣接する他の凸部との対向
を回避するようにして配置されていることを特徴とする
ものである。
【０００９】手段３．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面に並設される複数のゲート信号線と
これらゲート信号線と交差して並設される複数のドレイ
ン信号線とで囲まれた各領域を画素領域とし、該画素領
域にゲート信号線からの走査信号によって作動されるス
イッチング素子と、このスイッチング素子を介してドレ
イン信号線からの映像信号が供給される画素電極とを備
え、該画素電極は前記ドレイン信号線およびスイッチン
グ素子をも被って形成される有機材料層からなる保護膜
の上面に形成されて反射板の機能を兼ね備え、該画素電
極の表面は該保護膜の表面に形成された凹凸が反映され
た光散乱面が形成されているとともに、前記保護膜の下
層に該ドレイン信号線と重畳されて該ドレイン信号線の
走行方向に延在された絶縁膜が形成されていることを特
徴とするものである。
【００１０】手段４．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置された各基板のうち一方
の基板の液晶側の面に並設される複数のゲート信号線と
これらゲート信号線と交差するようにして並設される複
数のドレイン信号線とで囲まれた各領域を画素領域と
し、該画素領域にはゲート信号線からの走査信号によっ
て作動されるスイッチング素子と、このスイッチング素
子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される
画素電極とを備え、該画素電極は前記ドレイン信号線お
よびスイッチング素子をも被う有機材料層からなる保護
膜の上面に形成されて反射板の機能を兼ね備え、該画素
電極の表面は該保護膜の表面に形成された凹凸が反映さ
れた光散乱面が形成され、該保護膜に形成された前記ド
レイン信号線上の凸部の膜厚がそれ以外の他の凸部の膜
厚より大きく設定されていることを特徴とするものであ
る。
【００１１】手段５．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段４の構成を前提に、他方の基板の液晶側の
面に支柱状のスペーサが形成され、このスペーサはその
頂部が前記ドレイン信号線の一部と対向するようにして
配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】手段６．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部に
他方の基板から入射される光を反射させる反射板が有機
材料層の上面に形成され、この反射板の表面は該有機材
料層の表面に形成された凹凸の反映された光散乱面が形
成されるものであって、前記有機材料層の表面に形成さ
れた凹凸は、その等高線に応じた光透過量が調整された
ホトマスクを用いたホトリソグラフィ技術によるエッチ
ングにより形成することを特徴とするものである。
【００１３】手段７．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部に
他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形成
され、この反射板は、その反射面に凹凸が形成されてい
るとともに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する程
に該液晶側に近接して設けられ、他方の基板との間にス
ペーサが介在され、該スペーサはビーズ状のスペーサと
該他方の基板側に固定された支柱状のスペーサからなる
とともに、該支柱状のスペーサはその頂部が前記反射板
の凸部に対向するように配置されていることを特徴とす
るものである。
【００１４】手段８．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段７の構成を前提に、１つあるいはそれ以上
の数の画素領域当たり、支柱状のスペーサの数よりもビ
ーズ状のスペーサの数の方が多いことを特徴とするもの
である。
【００１５】手段９．本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段７の構成を前提に、ビーズ状のスペーサは
弾性を有するとともに、その径は支柱状のスペーサの高
さよりも大きく設定されていることを特徴とするもので
ある。
【００１６】手段１０．本発明による液晶表示装置は、
たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一
方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部
に他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形
成され、この反射板は、その反射面に凹凸が形成されて
いるとともに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する
程に該液晶側に近接して設けられ、他方の基板との間に
スペーサが介在され、該スペーサはビーズ状のスペーサ
と該他方の基板側に固定された支柱状のスペーサからな
るとともに、該支柱状のスペーサはその頂部が前記反射
板の凸部に対向するように配置され、かつ、前記各基板
のうち少なくともいずれかが厚さ０．５ｍｍ未満に設定
されているとともに、該ビーズ状のスペーサは弾性を有
しその径は支柱状のスペーサの高さよりも大きく設定さ
れていることを特徴とするものである。
【００１７】手段１１．本発明による液晶表示装置は、
たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一
方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部
に他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形
成され、この反射板は、その反射面に凹凸が形成されて
いるとともに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する
程に液晶側に近接して設けられ、他方の基板との間にス
ペーサが介在され、該スペーサはビーズ状のスペーサと
該他方の基板側に固定された支柱状のスペーサからなる
とともに、該支柱状のスペーサはその頂部が前記反射板
の凸部に対向するように配置され、かつ、前記各基板の
うち少なくともいずれかがプラスチックあるいは樹脂で
構成されているとともに、該ビーズ状のスペーサは弾性
を有しその径は支柱状のスペーサの高さよりも大きく設
定されていることを特徴とするものである。
【００１８】手段１２．本発明による液晶表示装置は、
たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一
方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその一部
に他方の基板から入射される光を反射させる反射板が形
成され、この反射板の反射面に凹凸が形成されていると
ともに、他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが
形成され、該スペーサは、その頂部が前記反射板の凸部
に対向するとともに、該凸部と隣接する他の凸部との対
向を回避するようにして配置され、該スペーサと他方の
基板との間に該スペーサと重畳されその周辺にまで及ぶ
遮光膜が介在されていることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明による液晶表示装置
の実施例を図面を用いて説明をする。 実施例１． 《等価回路図》図２は本発明による液晶表示装置の一実
施例を示す等価回路図である。液晶を介して互いに対向
配置される一対の透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２があり、
該液晶は一方の透明基板ＳＵＢ１に対する他方の透明基
板ＳＵＢ２の固定を兼ねるシール材ＳＬによって封入さ
れている。
【００２０】シール材ＳＬによって囲まれた前記一方の
透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、そのｘ方向に延在
しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在
しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成され
ている。
【００２１】各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線Ｄ
Ｌとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、こ
れら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部Ａ
Ｒを構成するようになっている。
【００２２】各画素領域には、その片側のゲート信号線
ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジス
タＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側
のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素
電極ＰＸが形成されている。
【００２３】この画素電極ＰＸは、他方の透明基板ＳＵ
Ｂ２側に各画素領域に共通に形成された透明の対向電極
ＣＴとの間に電圧差を発生させ、この電圧差によって液
晶の光透過率を制御させるようになっている。
【００２４】前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は
前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は垂直
走査駆動回路Ｖの出力端子が接続される端子を構成する
ようになっている。また、前記垂直走査駆動回路Ｖの入
力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基
板からの信号が入力されるようになっている。
【００２５】垂直走査駆動回路Ｖは複数個の半導体装置
からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線ＧＬどう
しがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導
体装置があてがわれるようになっている。
【００２６】同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞ
れの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延
在端は映像信号駆動回路Ｈｅの出力端子が接続される端
子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆
動回路Ｈｅの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置さ
れたプリント基板からの信号が入力されるようになって
いる。
【００２７】この映像信号駆動回路Ｈｅも複数個の半導
体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線
ＤＬどうしがグループ化され、これら各グループ毎に一
個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【００２８】なお、前記垂直走査駆動回路Ｖおよび映像
信号駆動回路Ｈｅは必ずしも上記構成の半導体装置に限
定されることはなく、たとえばフィルムキャリア方式で
形成された半導体装置であってもよく、また、透明基板
ＳＵＢ１面に直接に形成された回路であってもよいこと
はいうまでもない。
【００２９】前記各ゲート信号線ＧＬは、垂直走査回路
Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択される
ようになっている。また、前記各ドレイン信号線ＤＬの
それぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲ
ート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号
が供給されるようになっている。
【００３０】《画素の構成》図３は、いわゆる反射型と
称される液晶表示装置の前記画素領域における構成を示
した平面図である。また、図中Ｉ−Ｉ線における断面図
を図１に、IV−IV線における断面図を図４に示してい
る。同図において、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面に、
まず、ｘ方向に延在しｙ方向に並設される一対のゲート
信号線ＧＬが形成されている。
【００３１】これらゲート信号線ＧＬは後述の一対のド
レイン信号線ＤＬとともに矩形状の領域を囲むようにな
っており、この領域を画素領域として構成するようにな
っている。
【００３２】このようにゲート信号線ＧＬが形成された
透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばＳｉＮからなる絶
縁膜ＧＩが該ゲート信号線ＧＬをも被って形成されてい
る。この絶縁膜ＧＩは、後述のドレイン信号線ＤＬの形
成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対する層間絶
縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタＴＦＴの
形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての機能を、
後述の容量素子Ｃａｄｄの形成領域においてはその誘電
体膜としての機能を有するようになっている。
【００３３】そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、
前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたと
えばアモルファスＳｉからなる半導体層ＡＳが形成され
ている。なお、この半導体層ＡＳとしては必ずしもアモ
ルファスＳｉに限られることはなく、たとえばポリＳｉ
であってもよいことはいうまでもない。
【００３４】この半導体層ＡＳは、薄膜トランジスタＴ
ＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ１お
よびソース電極ＳＤ２を形成することにより、ゲート信
号線ＧＬの一部をゲート電極とする逆スタガ構造のＭＩ
Ｓ型トランジスタを構成することができる。むろん、特
にポリＳｉの場合はプレーナ形でもよい。
【００３５】ここで、前記ドイレン電極ＳＤ１およびソ
ース電極ＳＤ２はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時
に形成されるようになっている。すなわち、ｙ方向に延
在されｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成さ
れ、その一部が前記半導体層ＡＳの上面にまで延在され
てドレイン電極ＳＤ１が形成され、また、このドレイン
電極ＳＤ１と薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル長分だ
け離間されてソース電極ＳＤ２が形成されている。
【００３６】このソース電極ＳＤ２は半導体層ＡＳ面か
ら画素領域側の絶縁膜ＧＩの上面に至るまで若干延在さ
れ、後述の画素電極ＰＸとの接続を図るためのコンタク
ト部が形成されている。
【００３７】なお、半導体層ＡＳとドレイン電極ＳＤ１
およびソース電極ＳＤ２との界面には高濃度の不純物が
ドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層
として機能するようになっている。
【００３８】このコンタクト層は、たとえば半導体層Ａ
Ｓの形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形
成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ１
およびソース電極ＳＤ２のパターンをマスクとしてそれ
から露出された前記不純物層をエッチングすることによ
って形成することができる。
【００３９】このように薄膜トランジスタＴＦＴ、ドイ
レン信号線ＤＬ、ドレイン電極ＳＤ１、およびソース電
極ＳＤ２が形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたと
えばＳｉＮからなる保護膜ＰＳＶが形成されている。こ
の保護膜ＰＳＶは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶と
の直接の接触を回避する層で、該薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの特性劣化を防止せんとするようになっている。
【００４０】ここで、保護膜ＰＳＶは、たとえばＳｉＮ
からなる無機材料層の保護膜ＰＳＶ１とたとえば樹脂か
らなる有機材料層の保護膜ＰＳＶ２との順次積層体から
構成されている。そして、保護膜ＰＳＶ２はその表面に
凹凸部が形成されるようにするため、前記保護膜ＰＳＶ
１との間の該凸部に該当する個所に介在層ＩＮＴＬが形
成されている。
【００４１】この介在層ＩＮＴＬはたとえば樹脂等の材
料から構成され、いわゆるフォトリソグラフィ技術によ
る選択エッチングによって所定のパターンに形成されて
いる。この介在層ＩＮＴＬを被って形成される前記保護
膜ＰＳＶ２の表面には凹凸が形成されるようになる。そ
して、この保護膜ＰＳＶ２の上面には画素電極ＰＸが形
成されている。この画素電極ＰＸはたとえば反射効率の
良好なＡｌ膜から構成されている。
【００４２】これにより、画素電極ＰＸは反射型液晶表
示装置の反射板としての機能を兼ね備えるとともに、前
記保護膜ＰＳＶ２の表面の凹凸が反映されて凹凸面が形
成されるようになる。この凹凸面は、上述したように、
それによって反射光の散乱を生じせしめ、鏡面反射を回
避させて観察者の顔の映り込み等を防止するようにして
いる。
【００４３】この画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴ
ＦＴの形成領域を回避して画素領域の大部分を占めるよ
うにして形成されている。そして、その一部が前記保護
膜ＰＳＶ２、ＰＳＶ１の一部に形成されたコンタクトホ
ールＣＨ１を通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電
極ＳＤ２に電気的に接続されている。
【００４４】さらに、画素電極ＰＸはこれに接続される
前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート信号線Ｇ
Ｌは異なる他の隣接するゲート信号線ＧＬの上方に至る
まで延在されて、該他のゲート信号線ＧＬと重畳する部
分を形成している。この部分において、画素電極ＰＸと
他のゲート信号線ＧＬとの間に保護膜ＰＳＶ２、ＰＳＶ
１を誘電体膜とする容量素子Ｃａｄｄが形成されるよう
になっている。この容量素子Ｃａｄｄは、たとえば画素
電極ＰＸに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる
等の機能をもたせるようになっている。
【００４５】そして、このように画素電極ＰＸが形成さ
れた透明基板ＳＵＢ１の上面には該画素電極ＰＸをも被
って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。この配向膜ＯＲ
Ｉ１は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成され
たラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定
づけるようになっている。
【００４６】また、このように構成された透明基板ＳＵ
Ｂ１と液晶を介して対向配置される透明基板ＳＵＢ２の
液晶側の面には、カラーフィルタＦＩＬ、各画素領域に
共通にたとえばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)からなる対向
電極ＣＴが順次積層されて形成されている。
【００４７】さらに、透明基板ＳＵＢ２に対して透明基
板ＳＵＢ１のギャップを確保するためのスペーサＳＰが
該透明基板ＳＵＢ２側に固定されて形成されている。こ
のスペーサＳＰは透明基板ＳＵＢ２に固定された柱状の
スペーサからなり、透明基板ＳＵＢ２の対向電極ＣＴを
被って塗布された樹脂膜をフォトリソグラフィ技術によ
る選択エッチングにより形成される。
【００４８】このことから、該スペーサＳＰはたとえば
一画素領域当たり所望の数どおり所望の個所に正確に形
成することができる。これにより、本実施例では、該ス
ペーサＳＰをその頂部が画素電極ＰＸの凸部に対向する
ように配置されるように形成されている。なお、透明基
板ＳＵＢ２の液晶側の表面には前記スペーサＳＰをも被
って配向膜ＯＲＩ２が形成されている。
【００４９】このように構成された液晶表示装置は、そ
のスペーサＳＰの形成位置を設計的に確定できることか
ら、液晶表示装置ごとの各透明基板のギャップのばらつ
きを防止でき、しかも面内でのギャップむらも大幅に低
減できるようになる。
【００５０】そして、特に、該スペーサＳＰを画素電極
ＰＸの凸部に対向させるようにして配置させることによ
り、必要な液晶層厚を確保するのに要する該スペーサＳ
Ｐの高さを低減させることができ、それにともない所定
の高さを有する該スペーサＳＰの形成にあたって、該高
さのむらを低減できるようになる。
【００５１】さらに、支柱状をなすスペーサＳＰがその
固定部側に末広がりのテーパを有する場合は、その頂部
の面積を小さくでき、該固定部の面積も小さくすること
ができる。このことは画素領域の開口率の向上に寄与さ
せることができる。
【００５２】実施例２．図５は本発明による液晶表示装
置の画素領域の他の実施例を示す平面図で、図３と対応
した図となっている。図５のVI−VI線における断面を図
６に示している。この液晶表示装置はいわゆる反透過型
と称されるもので、図１の場合と異なる部分は、反射板
を兼ねる画素電極ＰＸの一領域に開口部がその下層の保
護膜ＰＳＶ２、ＰＳＶ１および絶縁膜ＧＩとともに形成
され、該開口部の部分の透明基板ＳＵＢ１の表面にたと
えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)の画素電極ＰＸ１が形成
されていることにある。
【００５３】なお、この画素電極ＰＸ１はその一部の延
在部において絶縁膜ＧＩに形成されたスルーホールを介
して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ２に接続
され、これにより前記画素電極ＰＸと同電位になるよう
になっている。
【００５４】このような液晶表示装置にあっても、図１
の場合と同様に透明基板ＳＵＢ２側に柱状のスペーサＳ
Ｐが形成され、このスペーサＳＰはその頂部が前記画素
電極ＰＸの開口部の形成領域を回避して、該画素電極Ｐ
Ｘの凸部に対向するように配置されるように形成されて
いる。この場合にあっても、図１に示した液晶表示装置
と同様な効果を奏することができる。
【００５５】実施例３．この実施例は、たとえば図３お
よび図５に示した構成において、画素電極ＰＸの凸部と
対向するスペーサＳＰの頂部は、該凸部と隣接する他の
凸部との対向を回避するようにして配置されるようにし
たものである。
【００５６】たとえば、図７（ａ）に示すように、画素
電極ＰＸの凸部（図中、その頂部を×で示している）が
ｘ方向およびｙ方向にそれぞれ等間隔に配置されている
場合、その一の凸部と頂部が対向するスペーサＳＰはｘ
方向およびｙ方向に隣接する他の凸部と対向しないよう
に配置され、かつ該スペーサＳＰの頂部の面積も設定さ
れている。
【００５７】また、図７（ｂ）に示すように、画素電極
ＰＸの凸部がたとえば波状に形成されその一の凸部（図
中、その頂部を直線で示している）と頂部が対向するス
ペーサＳＰは隣接する他の凸部と対向しないように配置
され、かつ該スペーサＳＰの頂部の面積も設定されてい
る。
【００５８】スペーサＳＰの頂部が画素電極ＰＸの互い
に隣接する二つの凸部に対向した場合、それらの凸部の
高さが異なる場合において、ギャップ精度が悪化するの
を回避する趣旨である。なお、この実施例に示した構成
は後述する他の実施例にも適用できることはいうまでも
ない。
【００５９】実施例４．図８は本発明による液晶表示装
置の画素領域の他の実施例を示す断面図で、図１と対応
した図となっている。図１の場合の構成と異なる部分
は、ドレイン信号線ＤＬの上方において、保護膜ＰＳＶ
１と保護膜ＰＳＶ２との間に、該ドレイン信号線ＤＬの
走行方向に沿って該ドレイン信号線ＤＬよりもたとえば
幅の広い絶縁層ＩＮＳが介在されている。この絶縁層Ｉ
ＮＳはたとえば前記保護膜ＰＳＶ１の表面に凹凸を形成
するための介在層ＩＮＴＬと同一の材料で同一の工程で
形成することができる。このように構成した液晶表示装
置は、ドレイン信号線ＤＬと画素電極ＰＸとの離間距離
を前記絶縁層ＩＮＳによって遠くすることができるた
め、それらの容量を低減でき、いわゆる輝度むらあるい
はスメアの発生を抑制させることができるようになる。
【００６０】実施例５．図９は本発明による液晶表示装
置の画素領域の他の実施例を示す断面図で、図１と対応
した図となっている。図１の場合の構成と異なる部分
は、保護膜ＰＳＶ２において、その画素領域内に形成し
た凹凸の凸部の高さｗよりもドレイン信号線ＤＬに重畳
する部分の高さＷが大きく形成されていることにある。
また、保護膜ＰＳＶ２の表面に形成される凹凸を形成す
るのに前記介在層が形成されていない構成となってい
る。このようにした場合も、図８に示したと同様に、ド
レイン信号線ＤＬと画素電極ＰＸとの離間距離を遠くす
ることができるため、それらの容量を低減できる効果を
奏する。なお、このように形成される保護膜ＰＳＶ２の
表面の凹凸は底面に対して３段階の高さを有するように
形成されているが、このような保護膜ＰＳＶ２の形成方
法については後述する。
【００６１】実施例６．図１０は本発明による液晶表示
装置の画素領域の他の実施例を示す断面図で、図９と対
応した図となっている。本実施例は、図６に示す構成を
前提とするもので、透明基板ＳＵＢ２側に形成するスペ
ーサＳＰをその頂部がドレイン信号線ＤＬに対向するよ
うに配置させていることにある。すなわち、透明基板Ｓ
ＵＢ１の表面において最も高さの高い部分において前記
スペーサＳＰが位置づけられるようにしているもので、
これにより、該スペーサＳＰの高さを低減できることを
図っている。
【００６２】実施例７．図１１は本発明による液晶表示
装置の製造方法の一実施例を示す要部工程図である。同
図は、たとえば図９および図１０に示した構成におい
て、底面に対して表面が３段階の高さをもつ凹凸を有す
る保護膜ＰＳＶ２の形成方法を示している。
【００６３】工程１（図１１（ａ）） 液晶側の表面に保護膜ＰＳＶ１まで形成した透明基板Ｓ
ＵＢ１を用意する。
【００６４】工程２（図１１（ｂ）） 透明基板ＳＵＢ１の保護膜ＰＳＶ１の表面に有機材料層
を塗布により形成し保護膜ＰＳＶ２を形成する。ここ
で、この実施例では、該有機材料層の材料はいわゆるホ
トレジストのように光感光性を有するで、光硬化型のも
のを選定している。保護膜ＰＳＶ２の表面は比較的平坦
に形成される。
【００６５】工程３（図１１（ｃ）） ホトマスクＰＭを用いた選択露光によって前記保護膜Ｐ
ＳＶ２の表面を感光させる。この場合、該ホトマスクＰ
Ｍは保護膜ＰＳＶ２の表面の凸部を形成しようとする領
域に対応する部分において透光性が高く、凹部を形成し
ようとする領域に対応する部分において遮光性が高くな
っている。
【００６６】そして、凸部を形成しようとする領域に対
応する部分から凹部を形成しようとする領域に対応する
部分に至るまでの間は透光性から遮光性へと滑らかに変
化されるようになっている。
【００６７】また、透明基板ＳＵＢ１に形成されている
ドレイン信号線ＤＬと重畳される保護膜ＰＳＶ２の部分
は最も高い凸部を形成しようとすることから、他の凸部
に対応する部分よりも透光性が高くなっている必要があ
る。
【００６８】このようなホトマスクＰＭにおいて、その
遮光量および透光量に程度差をもたせる場合、該ホトマ
スクＰＭに透過される光の量が場所的に調整できればよ
いことになるが、その具体的な構成としては、該ホトマ
スクＰＭに形成される遮光膜に並設された複数のスリッ
ト等を形成し、そのスリット等の幅で調整したり、ある
いは膜厚の相異によって光の透過量が異なる遮光膜を形
成することにより調整するようにしてもよい。
【００６９】また、保護膜ＰＳＶ２の材料としては光硬
化型のものに限定されることはなく、光分解型のもので
あってもよいことはいうもでもない。この場合、ホトマ
スクＰＭとしては遮光性の領域と透光性の領域が逆の関
係を有して形成される。
【００７０】工程４（図１１（ｄ）） このようにして露光量に程度の差がある選択露光後、該
保護膜ＰＳＶ２を現像することにより、その表面に凹凸
ができるようになる。
【００７１】実施例８．図１２は本発明による液晶表示
装置の画素領域の他の実施例を示す断面図で、図８と対
応した図となっている。図８の場合の構成と異なる部分
は、透明基板ＳＵＢ１と透明基板ＳＵＢ２とのギャップ
を確保するスペーサは支柱状のスペーサＳＰの他にビー
ズ状のスペーサＳＰ１も用いていることにある。
【００７２】スペーサとして特に支柱状のスペーサＳＰ
を用いた場合、透明基板ＳＵＢ１と透明基板ＳＵＢ２と
のギャップの制御を高精度にできるとともに該ギャップ
を狭くすることができるが、それにともない該透明基板
ＳＵＢ１、ＳＵＢ２のうちいずれか一方に外力が加わっ
た場合に該スペーサＳＰが破壊されてしまうという憂い
がある。
【００７３】ビーズ状のスペーサＳＰ１はこのような不
都合を解消するためのもので、当初から透明基板ＳＵＢ
１と透明基板ＳＵＢ２とのギャップを確保する目的で使
用されるものとなっていない。したがって、ビーズ状の
スペーサＳＰ１の径は得ようとするギャップ（たとえば
３μｍ）の間隔より小さくてもよい。そして、単位面積
当たり支柱状のスペーサＳＰの数よりもビーズ状のスペ
ーサＳＰ１の数が多いことが好ましい。
【００７４】すなわち、支柱状のスペーサＳＰが一画素
に１個に対してビーズ状のスペーサＳＰ１が２個以上、
あるいは支柱状のスペーサＳＰが複数画素に１個に対し
てビーズ状のスペーサＳＰ１が一画素に１個以上、ある
いは支柱状のスペーサＳＰが存在する画素の数よりもビ
ーズ状のスペーサＳＰ１が存在する画素の数の方が多い
ように形成することが好ましい。
【００７５】また、上述した説明では、ビーズ状のスペ
ーサＳＰ１の径は比較的に小さいものであってもよいこ
とを述べたが、支柱状のスペーサＳＰの高さよりも大き
くてもよい。この場合のビーズ状のスペーサＳＰ１は弾
性を有する材料として構成することにより、前記支柱状
のスペーサＳＰとともに実効的なスペーサとして機能す
ることになる。
【００７６】実施例９．この実施例では、透明基板ＳＵ
Ｂ１と透明基板ＳＵＢ２とのギャップを確保するスペー
サは支柱状のスペーサＳＰとビーズ状のスペーサＳＰ１
を用いて行うことを前提に、透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ
２のうち少なくとも一方を厚さが０．５ｍｍ未満のガラ
ス基板としたことにある。厚さが０．５ｍｍ未満のガラ
ス基板を用いた場合、それに対する外力によって変形が
増加するが、前記実施例１から実施例８の少なくともい
ずれかに記載の各スペーサによってギャップの確保が維
持される。また、同様の趣旨から透明基板ＳＵＢ１、Ｓ
ＵＢ２のうち少なくとも一方をプラスチックあるいは樹
脂で構成するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００７７】実施例１０．図１３は本発明による液晶表
示装置の他の実施例を示す断面図で、図８と対応した図
となっている。図８と異なる構成は、透明基板ＳＵＢ２
側に形成された支柱状のスペーサＳＰは、その固定部の
部分にて該スペーサＳＰと重畳されその周辺にまで及ぶ
遮光膜ＢＭが介在されていることにある。
【００７８】該遮光膜ＢＭはビーズ状のスペーサＳＰ１
よりも大きな体積を有して形成される支柱状のスペーサ
ＳＰによる光漏れを防止するために設けられている。該
遮光膜ＢＭはたとえば透明基板ＳＵＢ２とカラーフィル
タＦＩＬとの間に形成され、たとえば黒色顔料が含有さ
れた樹脂等で形成されている。
【００７９】なお、この実施例では、該遮光膜ＢＭを透
明基板ＳＵＢ２側に形成したものであるが、透明基板Ｓ
ＵＢ１側に形成するようにしてもよいことはいうまでも
ない。また、このような遮光膜ＢＭは上述した各実施例
のそれぞれに適用できることはもちろんである。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかとなるよう
に、本発明による液晶表示装置によれば、基板間のギャ
ップ精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
断面図で、図３のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
等価回路図である。
【図３】 本発明による液晶表示装置の画素の一実施例
を示す平面図である。
【図４】 図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】 本発明による液晶表示装置の画素の他の実施
例を示す平面図である。
【図６】 図５のVI−VI線における断面図である。
【図７】 本発明による液晶表示装置の支柱状のスペー
サと画素電極の凹凸との位置関係を示す説明図である。
【図８】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図９】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図１０】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を
示す断面図である。
【図１１】 本発明による液晶表示装置の製造方法の一
実施例を示す工程図である。
【図１２】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を
示す断面図である。
【図１３】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を
示す断面図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイ
ン信号線、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、Ｃａｄｄ…容量
素子、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、ＰＳＶ１…保
護膜（無機材料層）、ＰＳＶ２…保護膜（有機材料
層）、ＳＰ…スペーサ（支柱状）。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３２０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３２０ ３３０ ３３０Ｚ ３３８ ３３８ 9/35 9/35 (72)発明者 柳川 和彦 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H089 HA07 HA15 LA04 LA07 LA09 LA12 NA09 NA14 QA14 TA01 TA09 TA12 TA13 TA17 2H090 JA03 JB03 JD14 LA02 LA04 LA15 LA20 2H091 FA02 FA16 FA34 FC02 FC10 FC26 FD04 GA01 GA08 GA13 LA16 2H092 GA19 JA24 JB08 JB56 NA25 PA01 PA03 PA08 PA09 PA12 5C094 AA03 BA03 BA43 CA19 EA04 EA07 EC03 FA04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその
    一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射板
    が形成され、 この反射板の反射面に凹凸が形成されているとともに、
    他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが形成さ
    れ、 該スペーサはその頂部が前記反射板の凸に対向するよう
    に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその
    一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射板
    が形成され、 この反射板の反射面に凹凸が形成されているとともに、
    他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが形成さ
    れ、 該スペーサは、その頂部が前記反射板の凸部に対向する
    とともに、該凸部と隣接する他の凸部との対向を回避す
    るようにして配置されていることを特徴とする液晶表示
    装置。
  3. 【請求項３】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面に並設される複数のゲート信
    号線とこれらゲート信号線と交差して並設される複数の
    ドレイン信号線とで囲まれた各領域を画素領域とし、 該画素領域にゲート信号線からの走査信号によって作動
    されるスイッチング素子と、このスイッチング素子を介
    してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電
    極とを備え、 該画素電極は前記ドレイン信号線およびスイッチング素
    子をも被って形成される有機材料層からなる保護膜の上
    面に形成されて反射板の機能を兼ね備え、 該画素電極の表面は該保護膜の表面に形成された凹凸が
    反映された光散乱面が形成されているとともに、前記保
    護膜の下層に該ドレイン信号線と重畳されて該ドレイン
    信号線の走行方向に延在された絶縁膜が形成されている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 液晶を介して対向配置された各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面に並設される複数のゲート信
    号線とこれらゲート信号線と交差するようにして並設さ
    れる複数のドレイン信号線とで囲まれた各領域を画素領
    域とし、 該画素領域にはゲート信号線からの走査信号によって作
    動されるスイッチング素子と、このスイッチング素子を
    介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素
    電極とを備え、 該画素電極は前記ドレイン信号線およびスイッチング素
    子をも被う有機材料層からなる保護膜の上面に形成され
    て反射板の機能を兼ね備え、 該画素電極の表面は該保護膜の表面に形成された凹凸が
    反映された光散乱面が形成され、 該保護膜に形成された前記ドレイン信号線上の凸部の膜
    厚がそれ以外の他の凸部の膜厚より大きく設定されてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペ
    ーサが形成され、このスペーサはその頂部が前記ドレイ
    ン信号線の一部と対向するようにして配置されているこ
    とを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその
    一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射板
    が有機材料層の上面に形成され、 この反射板の表面は該有機材料層の表面に形成された凹
    凸の反映された凹凸が形成されるものであって、 前記有機材料層の表面に形成された凹凸は、その等高線
    に応じた光透過量が調整されたホトマスクを用いたホト
    リソグラフィ技術によるエッチングにより形成すること
    を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともその
    一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射板
    が形成され、 この反射板は、その反射面に凹凸が形成されているとと
    もに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する程に液晶
    側に近接して設けられ、 他方の基板との間にスペーサが介在され、該スペーサは
    ビーズ状のスペーサと該他方の基板側に固定された支柱
    状のスペーサからなるとともに、該支柱状のスペーサは
    その頂部が前記反射板の凸部に対向するように配置され
    ていることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 １つあるいはそれ以上の数の画素領域当
    たり、支柱状のスペーサの数よりもビーズ状のスペーサ
    の数の方が多いことを特徴とする請求項７に記載の液晶
    表示装置。
  9. 【請求項９】 ビーズ状のスペーサは弾性を有するとと
    もに、その径は支柱状のスペーサの高さよりも大きく設
    定されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表
    示装置。
  10. 【請求項１０】 液晶を介して対向配置される各基板の
    うち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともそ
    の一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射
    板が形成され、 この反射板は、その反射面に凹凸が形成されているとと
    もに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する程に液晶
    側に近接して設けられ、 他方の基板との間にスペーサが介在され、該スペーサは
    ビーズ状のスペーサと該他方の基板側に固定された支柱
    状のスペーサからなるとともに、該支柱状のスペーサは
    その頂部が前記反射板の凸部に対向するように配置さ
    れ、 かつ、前記各基板のうち少なくともいずれかが厚さ０．
    ５ｍｍ未満に設定されているとともに、該ビーズ状のス
    ペーサは弾性を有しその径は支柱状のスペーサの高さよ
    りも大きく設定されていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  11. 【請求項１１】 液晶を介して対向配置される各基板の
    うち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともそ
    の一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射
    板が形成され、 この反射板は、その反射面に凹凸が形成されているとと
    もに、その凹凸によって液晶の層厚が変化する程に液晶
    側に近接して設けられ、 他方の基板との間にスペーサが介在され、該スペーサは
    ビーズ状のスペーサと該他方の基板側に固定された支柱
    状のスペーサからなるとともに、該支柱状のスペーサは
    その頂部が前記反射板の凸部に対向するように配置さ
    れ、 かつ、前記各基板のうち少なくともいずれかがプラスチ
    ックあるいは樹脂で構成されているとともに、該ビーズ
    状のスペーサは弾性を有しその径は支柱状のスペーサの
    高さよりも大きく設定されていることを特徴とする液晶
    表示装置。
  12. 【請求項１２】 液晶を介して対向配置される各基板の
    うち一方の基板の液晶側の面の画素領域に少なくともそ
    の一部に他方の基板から入射される光を反射させる反射
    板が形成され、 この反射板の反射面に凹凸が形成されているとともに、
    他方の基板の液晶側の面に支柱状のスペーサが形成さ
    れ、 該スペーサは、その頂部が前記反射板の凸部に対向する
    とともに、該凸部と隣接する他の凸部との対向を回避す
    るようにして配置され、 該スペーサと他方の基板との間に該スペーサと重畳され
    その周辺にまで及ぶ遮光膜が介在されていることを特徴
    とする液晶表示装置。
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