JP5154261B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、支柱式スペーサによってＴＦＴ基板と対向基板の間の間隔を適正化する技術に関する。

液晶表示装置では画素電極や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ等が形成された対向基板との間に液晶を充填し、この液晶の分子を電界によって制御することによって画像を形成する。ＴＦＴ基板と対向基板の間の間隔は数ミクロンと非常に小さい。従来は、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔の設定は、プラスチックのビーズ等を分散することによっておこなわれていた。しかし、ビーズ分散による間隔設定では、ビーズを均一に分散出来ない場合は、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔が所定の間隔に設定できない場合がある。また、ビーズは画素電極上にも分散されるために、ビーズ付近での光漏れの問題もある。
一方、従来の液晶の充填方法はＴＦＴ基板と対向基板との間をシールして内部を真空とし、大気圧によって液晶を注入していた。しかし、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔が小さく、かつ、液晶表示装置の表示面積が大きくなると注入に多大の時間がかかり、製造のスループットを長くし、ひいては製造コストの上昇を招く。これを対策するために、例えば、ＴＦＴ基板上に液晶を必要量滴下し、その後対向基板をシールして液晶を封止する技術が開発されている。

上述のように、ＴＦＴ基板と対向基板の間隔は、従来は小さなビーズを分散することによって保たれてきた。しかし、滴下方式等においては、ビーズを分散させる場合は、液晶を滴下する際に、ビーズが移動し、ビーズの多い場所と少ない場所が生ずる。そうするとＴＦＴ基板と対向基板との間隔のムラが生ずる。ＴＦＴ基板と対向基板との間隔のムラが生ずると、液晶表示装置の画像のコントラストが低下したり、画素のムラが生じたりする問題が生ずる。

以上のような、ＴＦＴ基板と対向基板の間隔をビーズで設定する場合の問題点を対策するものとして、対向基板あるいは、ＴＦＴ基板のいずれかに支柱を形成してＴＦＴ基板と対向基板との間隔を設定する技術がある。このような技術を記載したものとして、「特許文献１」がある。

特開平１１−８４３８６号公報

ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定する支柱は、従来は、対向基板上に設置されていた。対向基板上に支柱を設置するさいは、対向基板とＴＦＴ基板を組み合わせた後、ＴＦＴ基板の所定に位置に支柱が当接するように設計させる。しかし、対向基板とＴＦＴ基板の合わせずれが生ずると、支柱がＴＦＴ基板の所定に位置からずれる。そうすると、支柱が画素電極上に設置されたり、ＴＦＴ基板の配線に形成されるスルーホール部分に入り込んだりする。支柱が画素電極上に設定されるとその部分の配向乱れから漏れを生ずる。また、支柱がスルーホールに入り込むとＴＦＴ基板と対向基板の間隔が適正に設定出来なくなる。

「特許文献１」には、支柱を対向基板あるいはＴＦＴ基板に形成するが、支柱付近の配向乱れを対策するために、支柱を容量線の上に設置し、かつ、配向膜のラビング方向に容量線を張り出させる構成が記載されている。「特許文献１」に記載の構成では、容量線が必須であるが、容量線は液晶表示装置の透過率を減少させる。また、「特許文献１」のように、配向膜のラビング方向に容量線を張り出させると透過率がさらに減少することになる。

本発明の課題は、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を支柱によって規定する構成において、支柱を形成したことによる配向乱れ、透過率の減少を抑えた液晶表示装置を実現することである。

本発明は以上の課題を解決するために、ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定する支柱をＴＦＴ基板側で、かつ、ドレイン電極と走査線との交点に設置する。そして、この支柱は特定の色の画素に対応するドレイン線と走査線の交点に設置する。特定の色の画素に対応するドレイン線と走査線の交点においては、ドレイン線の線幅を他の部分よりも大きくする。そして、対応する走査線の幅は他の部分よりも小さくする。

また、本発明の他の側面では、特定の色の画素に対応するドレイン線と走査線の交点においては、走査線の幅を他の部分よりも大きくする。そして、対応するドレイン線の幅は他の部分よりも小さくする。具体的な手段は次のとおりである。

（１）横方向に延在し、縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在し、横方向に配列したドレイン線を有し、前記ドレイン線と前記走査線とで囲まれた領域に、ＴＦＴと画素電極を有する画素が形成され、前記画素は対応する色毎に、第１の画素、第２の画素、第３の画素となって、横方向に並んで配置されているＴＦＴ基板を有し、前記ＴＦＴ基板と所定の間隔をおいて対向基板が設置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線との交点には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間隔を規定するための支柱が形成され、前記支柱が形成された前記交点においては、前記ドレイン線の幅が前記ドレイン線の他の部分の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記ドレイン線の幅が大きくなっている部分では、前記走査線の幅が前記走査線の他の部分の幅よりも小さくなっていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点には第１のＴＦＴが形成され、前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点の付近には第２のＴＦＴが形成され、前記第１のＴＦＴと前記第２のＴＦＴは電気的に接続されており、前記第１のＴＦＴのチャネル長は前記第２のＴＦＴのチャネル長よりも短いことを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長は、前記第２の画素または前記第３の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長よりも短いことを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（５）前記液晶表示装置はＩＰＳ方式であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（６）横方向に延在し、縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在し、横方向に配列したドレイン線を有し、前記ドレイン線と前記走査線とで囲まれた領域に、ＴＦＴと画素電極を有する画素が形成され、前記画素は対応する色毎に、第１の画素、第２の画素、第３の画素となって、横方向に並んで配置されているＴＦＴ基板を有し、前記ＴＦＴ基板と所定の間隔をおいて対向基板が設置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線との交点には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間隔を規定するための支柱が形成され、前記支柱が形成された前記交点においては、前記走査線の幅が前記走査線の他の部分の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

（７）前記走査線の幅が大きくなっている部分では、前記ドレイン線の幅が前記ドレイン線の他の部分の幅よりも小さくなっていることを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

（８）前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点には第１のＴＦＴが形成され、前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点の付近には第２のＴＦＴが形成され、前記第１のＴＦＴと前記第２のＴＦＴは電気的に接続されており、前記第１のＴＦＴのチャネル長は前記第２のＴＦＴのチャネル長よりも長いいことを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

（９）前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長は、前記第２の画素または前記第３の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長よりも長いことを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

（１０）前記液晶表示装置はＩＰＳ方式であることを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定する支柱をＴＦＴ基板側に設置し、かつ、走査線とドレイン線の交点に設置するので、支柱を形成したことによる透過率の減少、配向乱れによる光漏れの問題を軽減することが出来る。また、支柱が形成されている部分においては、ドレイン線の幅を大きくしているので、配向乱れによる光漏れの問題をさらに抑制できる。また、ドレイン線の幅を大きくしている部分においては、走査線の幅を小さくしているので寄生容量の増加を抑えることが出来る。

さらに、本発明によれば、特定の色の画素に対応するドレイン線と走査線の交点のみに支柱を形成するので、初期設定によって、透過率の差、あるいは、ＴＦＴの特性の差を補償することが出来、支柱を形成したことによって色むらが生ずることを防止できる。

また、本発明の他の側面によれば、支柱をドレイン線と走査線の交点に設置し、支柱が形成されている部分においては、走査線の幅を他の部分よりも大きくしているので、配向乱れによる光漏れを軽減することが出来る。また、走査線の幅が広い部分においては、ドレイン線の幅を狭くしているので、寄生容量の増加を抑えることが出来る。

以下に実際の液晶セルの構造に即して本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は本発明が適用されるＴＦＴ基板の画素部を示す平面図であり、図２は該ＴＦＴ基板と組み合わされる対向基板の平面図であり、図３は図１のＡ−Ａ'断面図であり、図４は図１のＢ−Ｂ'断面図である。

図１において、走査線１０４が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、ドレイン線１０７が縦方向に延在して横方向に配列している。走査線１０４とドレイン線１０７によって囲まれた領域が画素である。図１において、青画素Ｂ、緑画素Ｇ、赤画素Ｒが順に横方向に並んでいる。本実施例の液晶表示装置はいわゆるＩＰＳ方式であり、液晶分子を基板と平行な方向に回転させることによって液晶を透過する光の量を制御する。

図１において、走査線１０４とドレイン線１０７で囲まれた画素内には、画素電極となる櫛歯電極が存在している。櫛歯電極の下には絶縁膜を挟んで図示しないコモン電極が平面状に形成されている。コモン電極は配線に形成されたコンタクトホール部分を除いて全面にベタで形成されている。本実施例のＩＰＳにおいては、画素電極である櫛歯電極とベタで形成されたとコモン電極との間に発生する電気力線によって液晶分子を制御する。

コモン電極には一定電圧が供給されるが、画素電極にはドレイン線１０７を通じて映像信号が供給される。この映像信号の供給をするのがＴＦＴである。図１において、点線で示す部分が半導体層である。半導体層は、ｐｏｌｙ−Ｓｉによって形成されている。半導体層の下には、ゲート絶縁膜を介してゲート線が通っており、コノゲート線がＴＦＴのゲート電極の役割を持っている。図１においては、半導体はコの字状に形成されており、ゲート電極は２箇所で半導体層の下を通過している。ゲート電極の上の半導体層がＴＦＴのチャネルとなるので、図１の構成では、各画素にＴＦＴが直列に２個形成されている。

半導体層はドレイン電極の下で第１コンタクトホールを介してドレイン線１０７と接続している。すなわち、本実施例においては、ドレイン線１０７がＴＦＴのドレイン電極を兼用している。半導体層の他の端部は第２コンタクトホール、第３コンタクトホール、第４コンタクトホールを介して画素電極と導通している。したがって、ドレイン線１０７からの映像信号はＴＦＴを介して画素電極に供給されることになる。

本実施例の特徴は、走査線１０４とドレイン線１０７の交差部にＴＦＴ基板と対向基板との間隔を規定する支柱１３０を形成していることである。支柱１３０の平面形状は図１に示すように、横長の８角形である。本実施例では、ＴＦＴ基板上に支柱１３０を形成するので、対向基板上に支柱１３０を形成する場合と比較して、ＴＦＴ基板と対向基板を組み合わせる時の合わせずれによる支柱１３０の位置のずれによる問題は小さい。

また、本実施例においては、走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０を設置しているので、透過率の低下も抑制することが出来る。すなわち、走査線１０４とドレイン線１０７の交点はもともと光を透過しない部分であるし、その付近にはＴＦＴが存在しているので、画像形成としては利用されていなかった部分だからである。

しかし、支柱１３０を形成すると、支柱１３０付近において、液晶の配向乱れ等が生ずるので、この影響を防止するために、本実施例においては、ドレイン線１０７の幅を走査線１０４との交点付近において大きくしている。本実施例では、交差点におけるドレイン線１０７の幅を他の部分の幅の２倍以上としている。このようにしても、走査線１０４とドレイン線１０７の交点はもともと画像形成には寄与していないために、透過率減少の影響は軽微である。

交差点において、ドレイン線１０７の線幅を大きくしたので、交差点における走査線１０４とドレイン線１０７の重なる面積が増加する。これは寄生容量の増加を意味し例えば、ＴＦＴがＯＮからＯＦＦに、あるいはＯＦＦからＯＮに切り替わる時のシフト電圧の増加等の現象をもたらす。本実施例では交点付近における寄生容量の増加を抑えるために、走査線１０４の幅を交点付近において、小さくしている。

図１において、赤画素ＲＲ、青画素ＢＢ、緑画素ＧＧが横方向に並んで配置されている。図１に示すように、支柱１３０は青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点のみに形成されている。言い換えると、青画素Ｂを制御するＴＦＴが形成された交点に支柱１３０が形成されている。支柱１３０が形成された部分はドレイン線１０７の幅が大きくなっているために、支柱１３０が形成されていない部分に比較して若干ではあるが、透過率が低下したり、ＴＦＴの特性が異なったりする。

支柱１３０が形成されている部分が３色の画素にまたがって、形成されていると、この色むら等の制御が困難になる。本実施例は支柱１３０が形成される交点は青画素Ｂに対応する交点のみとして、支柱１３０を形成したことによる色むらへの影響を防止している。この場合は、青画素Ｂのみ透過率が他の色の画素の透過率よりも小さくなったり、青画素Ｂを制御するＴＦＴの特性が他の色の画素を制御するＴＦＴの特性と異なることになるが、これは、あらかじめ、これらの特性を補償する初期設定を行っておけば良い。

図１において、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点は横方向には３画素ピッチで現れるが、青画素Ｂに対応する交点においては全てドレイン線１０７幅が他の場所よりも大きくなっている。一方、支柱１３０は、青画素Ｂに対応する交点全てに設置する必要は無い。支柱１３０はＴＦＴ基板と対向基板の間隔を保つために、必要な数だけ存在すればよいからである。本実施例では、支柱１３０がある無しに係わらず、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点全てについてドレイン線１０７の幅を大きくすることによって、規則性を持たせ、色むら等に対する初期設定による補償を容易としている。

図１において、半導体はコの字状に形成されており、半導体の下をゲート絶縁膜を介してゲート線が通過している。そして、ゲート線と交差する部分の半導体がＴＦＴのチャネル部になる。したがって、各画素には、ＴＦＴがドレイン線１０７上にチャネル部を有するＴＦＴと、ドレイン線１０７とはややずれた部分にチャネルを有するＴＦＴの、２個のＴＦＴが存在することになる。

図１において、青画素Ｂに対応する、ドレイン線１０７上に形成されたＴＦＴのチャネル長は、赤画素Ｒ、あるいは緑画素Ｇに対応するドレイン線１０７上に形成されたＴＦＴのチャネル長に比較して短い。したがって、青画素ＢのＴＦＴの特性のみ、他の画素のＴＦＴの特性とは異なることになる。このように、赤画素ＲのみのＴＦＴの特性が他の画素のＴＦＴの特性と異なる構成とすることによって、初期設定による特性の補償を可能としている。

図２は図１に示すＴＦＴ基板に対応する対向基板をＴＦＴ基板側から見た平面図である。図２において、ＲＣＦは赤フィルタを、ＢＣＦは青フィルタを、ＧＣＦは緑フィルタを示す。各フィルタは赤画素Ｒ、青画素Ｂ、緑画素Ｇに対応する。フィルタは画面の縦方向にストライプ状に延在している。したがって、対向基板においては、縦方向の画素の区別は無い。

各色のフィルタの間には遮光膜が形成されている。遮光膜はカラーフィルタよりも先に対向基板内に形成されるので、図２では点線で示している。遮光膜は外光を吸収し、画像のコントラストを向上させる。図２において、赤フィルタと青フィルタの境界の部分の遮光膜およびカラーフィルタの上にはＴＦＴ基板に形成された支柱１３０が当接する。このように、支柱１３０が対向基板の遮光膜上に当接することによって、透過率の減少を抑えることが出来る、
図１のＴＦＴ基板と図２の対向基板を合わせ、内部に液晶を封入することによって液晶表示パネルが形成される。図３は、ＴＦＴ基板と対向基板が合わさった状態において、図１のＴＦＴ基板のＡ−Ａ'で示す線に対応する断面図である。図３において、ＴＦＴ基板には、第１下地膜がＳｉＮによって形成され、その上に第２下地膜がＳｉＯ_２によって形成される。第１下地膜、第２下地膜ともに、ガラス基板からの不純物がＴＦＴ領域に拡散することを抑える役割を有する。

図３において、第２下地膜の上には、半導体層としてｐｏｌｙ−Ｓｉ層が形成されている。このｐｏｌｙ−Ｓｉ層は当初はａ−ＳｉをＣＶＤによって形成し、その後、レーザアニールによってｐｏｌｙ−Ｓｉに変換したものである。半導体層を覆ってゲート絶縁膜がＳｉＯ_２によって形成される。

ゲート絶縁膜の上にゲート配線となるＭｏＷ膜を被着する。ゲート配線の抵抗を小さくする必要があるときはＡｌ合金が使用される。そしてフォト工程によってゲート電極あるいは走査線１０４をパターニングする。本実施例においては、ゲート電極は、図１に示すように、走査線１０４で兼用している。ゲート電極の下の半導体層がＴＦＴのチャネル部になる。図３において、ゲート電極は２個形成されている。したがって、図３においては、ＴＦＴが２個形成されていることになる。

幅の狭いゲート電極は図１におけるドレイン線１０７上に形成されたＴＦＴに対応し、幅の広いゲート電極はドレイン線１０７から離れた部分に形成されるＴＦＴに対応する。図３に示すように、本実施例においては、ドレイン線１０７上に形成されたＴＦＴのチャネル長は他ＴＦＴのチャネル長よりも短い。これは、青画素Ｂに対応する交点においては、走査線１０４の幅を他の部分よりも小さくしたためである。本実施例においては、交点における走査線１０４の幅は他の部分の走査線１０４の幅の半分かあるいはそれよりも小さくしている。

ゲート電極を覆って、層間絶縁膜がＳｉＯ_２によって形成される。層間絶縁膜はドレイン線１０７あるいはソース電極と、走査線１０４と絶縁するためである。層間絶縁膜の上に、ドレイン線１０７あるいはソース線が形成される。ドレイン線１０７とソース電極とは同じプロセスによって同時に形成される。本実施例においては、ドレイン線１０７がＴＦＴのドレイン電極を兼用している。

層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成してドレイン線１０７あるいはソース線と半導体層を接続する。図３において、ドレイン線１０７と半導体層は第１コンタクトホールで接続され、ソース電極と半導体層は第２コンタクトホールによって接続されている。ドレイン線１０７およびソース電極を覆って無機パッシベーション膜がＳｉＮによって形成される。ＴＦＴを保護するためである。

パッシベーション膜の上には有機パッシベーション膜が形成される。有機パッシベーション膜は無機パッシベーション膜のピンホール等によってカバーできない部分を被覆してＴＦＴを保護すると同時に平坦化膜としての役割を有している。このため、有機パッシベーション膜は１〜３μｍというように厚く形成される。

有機パッシベーション膜を形成したあと、後に形成される画素電極とＴＦＴのソース電極を接続するための第３コンタクトホールおよび第４コンタクトホールホールを形成する。有機パッシベーション膜は感光性の樹脂で形成されており、フォトレジストを用いないでパターニングすることが出来る。まず、有機パッシベーション膜に第４コンタクトホール形成し、その後、有機パッシベーション膜をレジストとして無機パッシベーション膜に第３コンタクトホールを形成する。

その後、平坦となっている有機パッシベーション膜の上に、透明導電膜であるＩＴＯによってコモン電極が形成される。コモン電極はスパッタリング等によって全面に形成され、パターニング後も、コンタクトホール周辺を除いて面状に存在している。

コモン電極を覆って、画素絶縁膜がＳｉＮによって形成される。この画素絶縁膜にＴＦＴのソース電極と画素電極を導通するためのコンタクトホールを形成する。その後、画素絶縁膜の上に透明導電膜であるＩＴＯによって画素電極が形成される。画素電極はＩＴＯを全面にスパッタリングしたあと、ＩＴＯを図１に示すような、櫛歯電極状にパターニングする。

図３において、櫛歯電極の櫛歯の断面が記載されている。画素電極に電圧が印加されると、平面状のコモン電極との間に図３に示すように電気力線が発生し、液晶分子は電気力線に従って回転する。ＩＰＳ（Ｉｎ ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式では、液晶分子を回転させることによってバックライトからの光の透過を制御し、画像を形成する。

走査線１０４とドレイン線１０７の交点に対応する部分の画素絶縁膜の上に樹脂によって支柱１３０が形成される。支柱１３０は画素絶縁膜および画素電極を覆って、樹脂をコーテイングし、フォト工程によって、必要な部分のみ樹脂を残し、支柱１３０を形成する。樹脂はアクリル樹脂が使用される。支柱１３０の高さはＴＦＴ基板と対向基板の間隔に相当するが、数μｍである。

画素電極および支柱１３０を覆って有機材料による配向膜が形成される。この配向膜に対して液晶を配向させるためのラビングが施される。ラビングは、配向膜を布状のもので一定方向に擦るものであるが、支柱１３０が存在すると、支柱１３０の周囲は十分にラビングされない部分が生ずる。そうするとこの部分において、光漏れが生ずる。

しかし、本実施例では、支柱１３０は走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成され、かつ、ドレイン線１０７を交点において、幅を広く形成しているので、支柱１３０の周辺においてラビングが不十分な部分があっても、その部分から光が漏れてコントラストを低下させるということは無い。

図３において、ＴＦＴ基板の上側には対向基板が存在している。対向基板には、まず、遮光膜が形成される。遮光膜はカラーフィルタ間を埋めるもので、画像のコントラストを向上させる。また、本実施例においうて、支柱１３０が形成される部分と対応する対向基板には遮光膜が形成される構成となっており、支柱１３０周辺の光漏れはこの遮光膜によっても阻止される。

遮光膜を形成後、各画素の色に対応するカラーフィルタが形成される、図３においては、青フィルタが形成されている。カラーフィルタの形成された面は凹凸となっているので、オーバーコート膜をカラーフィルタ上に形成し、平坦化する。その後配向膜を塗布し、液晶を配向させるためのラビングを施す。

図３はこのようにして、形成されたＴＦＴ基板および対向基板を支柱１３０を挟んで対向させ、その間に液晶を封入した状態が記載されている。ＴＦＴ基板と対向基板の間隔は支柱１３０の高さによって規定されている。

図４はＴＦＴ基板と対向基板が合わさった状態において、図１のＢ−Ｂ'線に沿った断面を示す。図４は緑画素Ｇに対応する断面図である。図４において、ＴＦＴ基板の構成は図３において説明したと同様である。ただし、図４において、ゲート電極の幅は、走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴについても、交点からずれた位置に形成されたＴＦＴについても同じである。図４においては、ゲート電極を構成する走査線１０４の幅は一定だからである。したがって、二つのＴＦＴのチャネル長は同じである。そいていずれのＴＦＴのチャネル長も、図３における、支柱１３０が形成された部分の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長よりも大きい。

図４において、対向基板の構成は、カラーフィルタが緑フィルタであることを除いて図３で説明したのと同様である。また、図４においては、支柱１３０は形成されていない。本実施例においては、青画素Ｂに対応する、走査線１０４とドレイン線１０７の交点にのみ支柱１３０が形成されているからである。

以上説明したように、本実施例によれば、支柱１３０を走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成しているので、配向乱れによる光漏れを防止することが出来る。また、本実施例によれば、支柱１３０が形成されたドレイン線１０７は、走査線１０４との交点において、他の場所よりも幅を大きくしているので、光漏れの危険をさらに小さくすることが出来る。また本実施例においては、ドレイン線１０７の幅を広くした部分においては、走査線１０４の幅を小さくすることによって、ゲートードレイン間の容量の増加を軽減することが出来る。

本実施例では、さらに、同一の色に対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０を形成しているので、支柱１３０が形成されている部分といない部分との光透過率の差、トランジスタの差等を初期設定によって補償しておくことにより、色むら等の問題を回避することが出来る。

図５は本発明の第２の実施例を示す平面図である。また、図６は図５のＣ−Ｃ'断面図である。図５において、走査線１０４とドレイン線１０７が交差する部分を除いては、実施例１の図１と同様である。図５において、走査線１０４が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、ドレイン線１０７が縦方向に延在して横方向に配列している。そして、走査線１０４とドレイン線１０７交点に支柱１３０が形成されていることは実施例１と同様である。

図５において、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０が形成されている。図５においては、支柱１３０周辺において、ラビングが十分に行われないことによる光漏れを対策するために、交点における走査線１０４の幅を他の部分よりも大きくしている。これに対応して、ゲート電極とドレイン電極の寄生容量が増加することを防止するために、ドレイン電極の幅を他の部分よりも小さくしている。

また、ゲート線は、支柱１３０のある無しにかかわらず、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点においては、幅を大きくしている。なお、青画素Ｂに対応する走査線１０４をドレイン線１０７の交点とは、青画素Ｂを制御するＴＦＴが形成されている交点という意味である。

図５においても走査線１０４とドレイン線１０７の交点およびその付近において、２個のＴＦＴが形成されている。図５において、支柱１３０が形成された部分、すなわち、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点においては、ゲート電極の幅が大きいために、形成されるＴＦＴのチャネル長は他のＴＦＴよりも長くなっている。一方、他の色の画素に対応する走査線１０４をドレイン線１０７の交点およびその付近における２個のＴＦＴは同じゲート電極幅であり、ＴＦＴは同じチャネル長を持つ。

図５に示すＴＦＴ基板に対応する対向基板の構成は、図２と同様である。すなわち、本実施例においては、走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０を形成することにおいて、実施例１と同様であるから、対向基板の構成は実施例１同じ構成になる。

図５のＴＦＴ基板と図２に示すのと同様な対向基板を合わせ、内部に液晶を封入することによって液晶表示パネルが形成される。図６は、ＴＦＴ基板と対向基板が合わさった状態において、図５のＴＦＴ基板のＣ−Ｃ'で示す線に対応する断面図である。

図６において、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート配線となるＭｏＷ膜を被着するまでは、実施例１の図３と同様である。図６において、ゲート絶縁膜上にゲート電極あるいは走査線１０４となるＭｏＷ膜を被着する。そして、フォト工程によって走査線１０４ありはゲート電極をパンターニングする。本実施例においても、走査線１０４がゲート電極を兼用している。

図５に示すように、ゲート電極となる走査線１０４は走査線１０４とドレイン線１０７の交点において幅が広くなっているので、図６における、該交点におけるゲート電極の長さが長くなっており、ＴＦＴのチャネル長が長くなっている。すなわち、図６において、走査線１０４とドレイン線１０７の交点からややずれた位置に形成されているＴＦＴのチャネル長よりも、走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長のほうが長い。

その後、層間絶縁膜を形成するが、以後のプロセスおよび構成は図３において説明したと同様である。ＴＦＴ基板の上には対向基板が形成されているが、対向基板の構成も図３で説明したのと同様である。本実施例においては、支柱１３０に下には、幅の広い走査線１０４が形成されているので、支柱１３０付近の配向乱れが生じても光漏れは生じない。

図５において、青画素Ｂ以外の画素に対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点には支柱１３０は形成されていない。図５におけるＤ−Ｄ'断面は赤画素Ｒに対応するＴＦＴ部分の断面図である。この断面図は、実施例１における図１のＢ−Ｂ'断面図である図４と同一であるので、構成の説明は省略する。図４に示されている、赤画素Ｒの走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴと、図６に示されている青画素Ｂの走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴとを比較すると、チャネル長が青画素Ｂに形成されているＴＦＴのチャネル長のほうが長い。

一方実施例１において、図４に示されている、赤画素Ｒの走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴと、図３に示されている青画素Ｂの走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成されたＴＦＴとを比較すると、チャネル長が青画素Ｂに形成されているＴＦＴのチャネル長のほうが短い。この点が実施例１と実施例２の大きな違いになる。

以上説明したように、本実施例においても、支柱１３０を走査線１０４とドレイン線１０７の交点に形成しているので、配向乱れによる光漏れを防止することが出来る。また、本実施例によれば、支柱１３０が形成された部分の走査線１０４は、ドレイン線１０７との交点において、他の場所よりも幅を大きくしているので、光漏れの危険をさらに小さくすることが出来る。また本実施例においては、走査線１０４の幅を広くした部分においては、ドレイン線１０７の幅を小さくすることによって、ゲートードレイン間の容量の増加を軽減することが出来る。

また、本実施例でも、同一の色に対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０を形成しているので、支柱１３０が形成されている部分といない部分との光透過率の差、トランジスタの特性差等を初期設定によって補償しておくことにより、色むら等の問題を回避することが出来る。

実施例１および実施例２では、青画素Ｂに対応する走査線１０４とドレイン線１０７の交点に支柱１３０を形成するとして説明したが、赤画素Ｒ、あるいは、青画素Ｂのいずれかのみに対応するドレイン線１０７と走査線１０４の交点に支柱１３０を形成しても同様に本発明を適用できることはいうまでも無い。また、本実施例では、ＩＰＳの構成は、上側の櫛歯状の電極が画素電極であり、下側の面状の電極がコモン電極であるとして説明したが、この逆に、上側の櫛歯電極がコモン電極で、下側の面状電極が画素電極であるとしても同様に本発明を適用することが出来る。

以上の説明では、液晶表示装置はいわゆるＩＰＳ方式であるとして説明した。しかし、本発明は、ＩＰＳ方式に限らず、いわゆるＴＮ方式、あるいは、ＶＡ方式等にも適用することが出来る。

実施例１のＴＦＴ基板の平面図である。 実施例１の対向基板の平面図である。 図１のＡ−Ａ'断面図である。 図１のＢ−Ｂ'断面図である。 実施例２のＴＦＴ基板の平面図である。 図５のＣ−Ｃ'断面図である。

符号の説明

１００…ＴＦＴ基板、 １０１…第１下地膜、 １０２…第２下地膜、 １０３…半導体層、 １０４…ゲート絶縁膜、 １０５…走査線、 １０６…層間絶縁膜、 １０７…ドレイン線、 １０８…ソース電極、 １０９…無機パッシベーション膜、 １１０…有機パッシベーション膜、 １１１…コモン電極、 １１２…画素絶縁膜、 １１３…画素電極、 １２０…配向膜、 １３０…支柱、 １４０…液晶分子、 ２００…対向基板、 ＢＭ…遮光膜、 ＲＣＦ…赤カラーフィルタ、 ＧＣＦ…緑カラーフィルタ、 ＢＣＦ…青カラーフィルタ、 ＯＣ…オーバーコート膜。

Claims (10)

1. 横方向に延在し、縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在し、横方向に配列したドレイン線を有し、前記ドレイン線と前記走査線とで囲まれた領域に、ＴＦＴと画素電極を有する画素が形成され、前記画素は対応する色毎に、第１の画素、第２の画素、第３の画素となって、横方向に並んで配置されているＴＦＴ基板を有し、前記ＴＦＴ基板と所定の間隔をおいて対向基板が設置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
   前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線との交点のみに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間隔を規定するための支柱が形成され、
   前記支柱が形成された前記交点においては、前記ドレイン線の幅が前記ドレイン線の他の部分の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記ドレイン線の幅が大きくなっている部分では、前記走査線の幅が前記走査線の他の部分の幅よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点には第１のＴＦＴが形成され、前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点の付近には第２のＴＦＴが形成され、前記第１のＴＦＴと前記第２のＴＦＴは電気的に接続されており、
   前記第１のＴＦＴのチャネル長は前記第２のＴＦＴのチャネル長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長は、前記第２の画素または前記第３の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 横方向に延在し、縦方向に配列した走査線と、縦方向に延在し、横方向に配列したドレイン線を有し、前記ドレイン線と前記走査線とで囲まれた領域に、ＴＦＴと画素電極を有する画素が形成され、前記画素は対応する色毎に、第１の画素、第２の画素、第３の画素となって、横方向に並んで配置されているＴＦＴ基板を有し、前記ＴＦＴ基板と所定の間隔をおいて対向基板が設置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
   前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線との交点のみに、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間隔を規定するための支柱が形成され、
   前記支柱が形成された前記交点においては、前記走査線の幅が前記走査線の他の部分の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記走査線の幅が大きくなっている部分では、前記ドレイン線の幅が前記ドレイン線の他の部分の幅よりも小さくなっていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点には第１のＴＦＴが形成され、前記支柱が形成されている部分における前記ドレイン線と前記走査線の交点の付近には第２のＴＦＴが形成され、前記第１のＴＦＴと前記第２のＴＦＴは電気的に接続されており、
   前記第１のＴＦＴのチャネル長は前記第２のＴＦＴのチャネル長よりも長いいことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長は、前記第２の画素または前記第３の画素に対応する前記ドレイン線と前記走査線の交点に形成されたＴＦＴのチャネル長よりも長いことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
10. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。

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