JP3695997B2

JP3695997B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3695997B2
Application number: JP19948899A
Authority: JP
Inventors: 卓生木下; 秀仁金澤; 卓池本; 雅之亀谷
Original assignee: Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: JP2001027754A

Description

【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。
【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。
【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２０３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。
【０００４】
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、セルギャップ保持用スペーサによって形成される前記両基板間に封入した液晶を備える液晶表示装置において、前記フィルタ基板は、前記ソース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、前記ゲート配線上の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の一部が露出する溝が形成されていることを特徴とする。
【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セルギャップ保持用スペーサによって形成される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色要素を前記ソース配線に沿った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、前記ゲート配線上の同一色の色要素の境界部分となるブラックマトリックスの上に前記ゲート配線部分のセルギャップを前記区画領域のセルギャップと同等の値に設定する所定深さの溝を形成していることを特徴とする。
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、請求項３に記載のように、前記トランジスタアレイ基板は、前記ソース配線と前記ゲート配線によって区画された領域に前記トランジスタと前記画素電極の各々を透明基板の上に直接配置して構成されていることを特徴とする。
【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。
【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。
【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。
【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１０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。
【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，１３Ｂ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。
【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。
【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，１３Ｇ，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。
【００１４】
上記のように、同一色の色要素１３Ｇ，１３Ｇ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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図３】本発明の一実施例のアレイ基板の平面図である。
【図４】従来例の断面図（図１相応）である。
【符号の説明】
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

Claims

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、セルギャップ保持用スペーサによって形成される前記両基板間に封入した液晶を備える液晶表示装置において、前記フィルタ基板は、前記ソース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、前記ゲート配線上の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の一部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。
トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板の間のセルギャップ保持用スペーサによって形成される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色要素を前記ソース配線に沿った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、前記ゲート配線上の同一色の色要素の境界部分となるブラックマトリックスの上に前記ゲート配線部分のセルギャップを前記区画領域のセルギャップと同等の値に設定する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。
前記トランジスタアレイ基板は、前記ソース配線と前記ゲート配線によって区画された領域に前記トランジスタと前記画素電極の各々を透明基板の上に直接配置して構成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。