JPH1026762A

JPH1026762A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1026762A
Application number: JP18176396A
Authority: JP
Inventors: Sadako Yamaguchi; 禎子山口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】一方の透明基板側に設けたスベーサによっ
て、他方の透明基板側の加工の一部を損傷させることを
回避。【解決手段】液晶を介して互いに対向配置される一対
の透明基板のうちその一方の液晶側の面に、互いに隣接
する各画素領域との境界部であって実質的に画素領域と
なり得ない部分に互いに分断されたスペーサを有する液
晶表示装置において、対向する他の透明基板の液晶側の
面に前記スペーサの当接の際に受ける衝撃を緩和するた
めのスペーサ受け部が形成されていることを特徴とす
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、液晶を介して互いに対向配置される一対の透
明基板の間に、その表示部（液晶が存在する）に散在さ
れて配置されるスペーサを備える液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような液晶表示装置は、上述したス
ペーサを備えるために各透明基板の間のギャップ、ひい
ては液晶の層厚が均一に保持され、表示品質の向上が確
保される。

【０００３】そして、このスペーサとしては、たとえば
特開昭５６−３８００８号公報に開示されているよう
に、互いに対向配置される一対の透明基板の一方の液晶
側の面において、互いに隣接する各画素領域との境界部
であって実質的に画素領域となり得ない部分に形成した
ものが知られるに至っている。

【０００４】このようなスペーサは、たとえばガラスビ
ーズ等のようなものを実質的な画素領域にまで及んで散
在させて形成するスペーサと比較すると、各画素領域に
おいて該ガラスビーズによるいわゆる光抜けあるいは遮
光がなく、表示品質の向上が図れるという効果を奏す
る。

【０００５】そして、このようなスペーサは互いに分断
された状態（換言すれば、各画素領域を囲むことなく）
で形成され、液晶封入の際においてその液晶が該スペー
サによって障壁となることなく各画素領域に侵入できる
ように考慮されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年において
高精細化およびコントラストの向上等を図った構成の液
晶表示装置に、上述した技術をそのまま適用すると、種
々の問題を惹起せしめるということが確認されるに至っ
た。

【０００７】その一つとして、スペーサが形成された透
明基板と異なる他の透明基板を対向配置させる際に、該
他の透明基板の側に複雑な加工がなされている場合に
は、その加工の一部を該スペーサの当接によって損傷さ
せてしまうということが憂慮されている。

【０００８】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、その目的は、一方の透明基板側に設け
たスベーサによって、他方の透明基板側の加工の一部を
損傷させることのない液晶表示装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、液晶を介して互いに
対向配置される一対の透明基板のうちその一方の液晶側
の面に、互いに隣接する各画素領域との境界部であって
実質的に画素領域となり得ない部分に互いに分断された
スペーサを有する液晶表示装置において、対向する他の
透明基板の液晶側の面に前記スペーサの当接の際に受け
る衝撃を緩和するためのスペーサ受け部が形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】このように構成した液晶表示装置は、その
透明基板を互いに対向配置させる際に、前記スペーサ受
け部によって他方の透明基板のスペーサによる当接の際
の衝撃を緩和することができ、これにより、該スペーサ
受け部が設けられた側の透明基板において既に加工がな
されている部分を損傷させてしまうという問題を回避で
きることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による液晶表示装置
の各実施例を図面を用いて説明する。

【００１２】〔実施例１〕図２は、本発明による液晶表
示基板の一実施例を示す構成図であり、特に、液晶を介
して互いに対向配置されるガラス基板のうち一方のガラ
ス基板の液晶側の構成を示す平面図である。同図は回路
図ではあるが、実際の幾何学的配置に対応して描かれて
いる。

【００１３】同図において、まず、ガラス基板１があ
り、このガラス基板１の液晶側の面には、そのｘ方向に
延在しかつｙ方向に並設されて形成されたゲート信号線
２があり、また、これら各ゲート信号線２に絶縁されて
ｙ方向に延在しかつｘ方向に並設されて形成されたドレ
イン信号線３がある。

【００１４】ゲート信号線２およびドレイン信号線３に
よって囲まれる各領域は、単位画素領域を構成し、これ
ら各画素領域がマトリックス状に配置されて表示領域を
構成するようになっている。

【００１５】各画素領域には、ゲート信号線２からの走
査信号によってオンする薄膜トランジスタＴＦＴと、こ
のオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介してドレイン
信号線３からの画素信号が供給される画素電極５とが形
成されている。また、画素信号の画素電極５への蓄積を
長くするため等の目的で、該薄膜トランジスタＴＦＴを
オンさせるためのゲート信号線２と異なる他の隣接する
ゲート信号線２と前記画素電極５との間には付加容量Ｃ
ａｄｄが形成されている。

【００１６】また、ガラス基板１の周辺には、前記ゲー
ト信号線２がそのまま延在され形成されたゲート端子２
Ａが、前記ドレイン信号線３がそのまま延在されて形成
されたドレイン端子３Ａが形成されている。

【００１７】そして、これら各端子２Ａ、３Ａが形成さ
れている領域を除いた前記表示領域の部分には、この部
分において液晶を介して対向される他のガラス基板（図
示せず）が配置されるようになっており、この他のガラ
ス基板の周辺には前記ガラス基板との間に液晶を封止す
るためのシール材６が形成されるようになっている。

【００１８】なお、前記他のガラス基板の液晶側の面に
は、各画素領域に共通な共通電極（透明電極）が形成さ
れ、また、この液晶表示基板がカラー用のものであれ
ば、互いに隣接する３個の画素領域を一単位として、そ
れぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）のカラーフ
ィルタが備えられている。この他のガラス基板の構成に
ついては後に詳述する。

【００１９】図１は、前記単位画素領域（図中点線領域
Ａに示す）における詳細な構成を示す平面図である。ま
た、同図のIII−III線における断面図を図３に、また、
IV−IV線における断面図を図４に示している。

【００２０】同図において、まず、ガラス基板１があ
り、このガラス基板の液晶側の面には、まず、ｘ方向に
延在しｙ方向に並設されるゲート線２がある。このゲー
ト線２はアルミニュウム（Ａｌ）あるいはその合金層２
ａで形成され、その幅方向と直交する両辺部はそれぞれ
ガラス基板側へ末広がりになるテーパが形成されている
とともに、その表面（側面を含む概念）は陽極化成され
て酸化アルミニュウム層２ｂが形成されている。

【００２１】Ａｌあるいはその合金層２ａで形成される
ゲート信号線２の表面を陽極化成して酸化アルミニュウ
ム層２ｂを形成するのは、後述する絶縁膜７ａを介して
ドレイン信号線３を該ゲート信号線２と交差させて形成
した場合に、該ゲート信号線２からいわゆるヒロックが
発生してドレイン信号線３との短絡を防止する等のため
である。

【００２２】さらに、このようにゲート信号線２が形成
されたガラス基板１の表面の一部には、たとえばシリコ
ン窒化膜からなる絶縁膜７ａとアモルファスシリコンか
らなる半導体層７ｂとの順次積層からなる積層体７が形
成されている。

【００２３】この積層体７は、薄膜トランジスタＴＦＴ
の形成領域と後述するドレイン信号線３との交差領域に
互いに接続されて形成されたものとなっている。

【００２４】すなわち薄膜トランジスタＴＦＴの形成領
域においては、該積層体７の下層に位置づけられるゲー
ト信号線２がゲート電極としての機能を有し、該ゲート
電極の表面に形成された酸化アルミニュウム膜２ｂと積
層体７の一部を構成する絶縁膜７ａとがゲート絶縁膜と
しての機能を有するようになっている。

【００２５】また、ドレイン信号線３との交差領域にお
いては、該積層体７はゲート信号線２に対するドレイン
信号線３の層間絶縁膜としての機能を有するようになっ
ている。

【００２６】ここで、ドレイン信号線３との交差領域に
おける積層体７の一部を構成する半導体層７ｂは、いわ
ゆるｉ型半導体層からなり、後述するドレイン電極およ
びソース電極との界面には高濃度の不純物がドープされ
てコンタクト層が形成されている。

【００２７】この場合のコンタクト層の形成方法として
は、半導体層７ｂの表面の全域に不純物をドープした
後、後述のドレイン電極およびソース電極を形成し、こ
れら各電極をマスクとして、それから露呈されている不
純物層をエッチングするようにしている。

【００２８】そして、ゲート信号線２と後述するドレイ
ン信号線３とで囲まれる領域のうち、その中央部におけ
る大部分の領域に、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）膜から
なる画素電極５が形成されている。

【００２９】さらに、たとえばＣｒとＭｏとの合金層か
らなるドレイン信号線３が図中ｙ方向に延在させて形成
されている。この場合、このドレイン信号線３の形成と
同時に、該ドレイン信号線３と一体に薄膜トランジスタ
ＴＦＴのドレイン電極３ａが、また、画素電極５と接続
された薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極３ｂが、さ
らに、前記薄膜トランジスタＴＦＴをオンさせるゲート
信号線２と隣接された他のゲート信号線２の一部に重畳
され、かつ画素電極５と接続された付加容量Ｃａｄｄの
一方の電極３ｃが形成されるようになっている。

【００３０】この場合における付加容量Ｃａｄｄの他方
の電極はゲート信号線２の一部となり、また、誘電体は
該ゲート信号線２の表面に形成された酸化アルミニュウ
ム膜２ｂとなる。

【００３１】そして、この実施例では、特に、ゲート信
号線２上において、その薄膜トランジスタＴＦＴと付加
容量素子Ｃａｄｄの形成領域のほぼ中間に、スペーサ受
け部１０が重畳されて形成されている。

【００３２】このスペーサ受け部１０は、図４から明ら
かなように、多層構造からなり、ゲート信号線２側か
ら、順次、ゲート絶縁膜７ａの形成の際に同時に形成さ
れた絶縁膜１０ａ、半導体層７ｂの形成の際に同時に形
成された半導体層１０ｂ（コンタクト層をも含む）、ド
レイン信号線３の形成の際に同時に形成されたＣｒとＭ
ｏとの合金からなる金属層１０ｃとからなっている。

【００３３】このようにして構成されるスペーサ受け部
１０は、その形成によって製造工数の増大をもたらすこ
がないという効果を奏する。

【００３４】そして、このように加工されたガラス基板
１の表面の全域には（端子２Ａ、３Ａの形成領域を除
く）、たとえばシリコン窒化膜からなる保護膜８が形成
されている。この保護膜８は、薄膜トランジスタＴＦＴ
への液晶の直接の接触等を回避することを目的として形
成されるものである。

【００３５】そして、この保護膜８の表面の全域には液
晶の分子を一定の方向に指向させるための配向膜（図示
せず）が形成されている。

【００３６】一方、これに対し、液晶を介して対向する
他の透明基板側の液晶側の面は、図５に示すような構成
となっている。ここで、図５は、一画素領域に対応する
平面図を示したものであり、一方の透明基板１側の画素
電極５の対応する位置としては図中点線で囲った部分と
なっている。なお、図５のVI−VI線における断面図を図
６に示している。

【００３７】図５において、まず、該透明基板１１の液
晶側の面には、遮光膜からなるいわゆるブラックマトリ
ックス１２が形成されている。このブラックマトリック
ス１２は、互いに隣接する各画素領域との境界部であっ
て実質的に画素領域となり得ない部分に形成されてい
る。

【００３８】すなわち、ブラックマトリックス１２は、
実質的に画素領域となる部分を縁取るように格子状に形
成され、この結果、対応する画素電極５の周辺部を除く
中央部の大部分を露呈させる開口部１２ａを備えて形成
されている。

【００３９】このブラックマトリックス１２により、表
示のコントラストを良好にできるとともに、薄膜トラン
ジスタＴＦＴへの直接な光の照射を回避でき、その特性
の劣化を防止することができるようになる。

【００４０】そして、カラーフィルタ１３が形成され、
このカラーフィルタ１３は、図中ｙ方向に並設されるブ
ラックマトリックス１２の各開口部１２ａを共通に被う
ようにして形成されている。このカラーフィルタ１３
は、たとえば、緑（Ｇ）用のものであって、ｘ方向にお
いてそれぞれ隣接する各画素領域には、それぞれ赤
（Ｒ）用、青（Ｂ）用のカラーフィルタが形成されてい
る。

【００４１】さらに、このように加工された表面には、
前記ブラックマトリックス１２およびカラーフィルタ１
３をも被ってたとえば窒化シリコン膜からなる平坦膜１
４が形成され、この平坦膜１４の表面には各画素領域に
共通なＩＴＯからなる共通電極１５が形成されている。

【００４２】そして、この共通電極１５の上面の一部に
はスペーサ１６が設けられている。

【００４３】このスペーサ１６は、一方の透明基板１の
側に形成されたスペーサ受け部１０に対向する位置に形
成され、次に示すようにして形成されている。

【００４４】すなわち、透明基板１１の全域に絶縁性の
たとえば無機物材料等からなる層を形成した後に、フォ
トリソグラフィ技術による選択エッチング方法を用い
て、同図に示すパターンからなるスペーサを形成する。

【００４５】この場合の無機物材料としては、たとえば
ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂、ＳｉＮ₃等が好適である。

【００４６】そして、その形状としては、この実施例で
は矩形状に形成したものであるが、丸状等のどのような
形状としてもよいことはいうまでもない。

【００４７】そして、このスペーサ１６の形成領域を除
く共通電極１５の表面には、配向膜（図示せず）が形成
されている。この場合の配向膜としては共通電極１５を
形成した後に形成（その後にスペーサ１５を形成する）
するようにしてもよいことはいうまでもない。

【００４８】以上説明した透明基板１、１１は、それら
加工面を互いに向き合わせて、対向させて組み立てら
れ、それらの間に液晶が封入されるようになっている。
この場合の液晶の封入は図２に示すシールド材６の一部
に形成された液晶封入口（図示せず）からなされるよう
になっている。

【００４９】図７は、各透明基板１、１１を上述のよう
にして組み立てた場合の、図１のVII−VII線に相当する
部分の断面図を示したものである。

【００５０】この図から明らかになるように、各透明基
板１、１１は、スペーサ１６によって、それらのギャッ
プが均等となるように配置され、ひいては、その間に介
在される液晶の層厚を均一にすることができるようにな
る。

【００５１】この場合、スペーサ１６が形成されている
透明基板１１に対して、対向配置される他方の透明基板
１には該スペーサ１６の位置に対応してスペーサ受け部
１０が形成されているため、各透明基板１、１１を対向
配置させた場合に、該透明基板１の側のスペーサ１６に
対する衝撃を大幅に低減させることができるようにな
る。

【００５２】たとえば、このスペーサ受け部１０がない
場合を想定すると、ゲート信号線２にスペーサ１６が保
護膜８を介して当接し、その際の衝撃によって、その表
面に形成されたアルミニュウ酸化膜２ｂにクラックを生
じせしめることになる。このクラックは、それに隣接す
る薄膜トランジスタＴＦＴあるいは付加容量素子Ｃａｄ
ｄの形成領域にも及んで、それらの特性を劣化させてし
まう場合が生じることから、上述したスペーサ受け部を
設けることは極めて効果的となる。

【００５３】〔実施例２〕上述した実施例は、薄膜トラ
ンジスタＴＦＴが形成されている側の透明基板１におい
て、該薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜が、ゲー
ト信号線に対するドレイン信号線の交差領域にのみ及ん
で形成されたものを示したものである。

【００５４】しかし、これに限定されることはなく、前
記ゲート絶縁膜がゲート信号線をも被った状態、ひいて
はドレイン信号線を形成する領域にまでも及んで形成さ
れたものであってもよいことはいうまでもない。

【００５５】この場合においても、スペーサ受け部の構
成は、上述した実施例と同様の構成となり、同様の効果
を得ることができるからである。

【００５６】〔実施例３〕上述した各実施例では、その
いずれにおいても、スペーサ受け部１０が保護膜８に対
して下層に位置づけられたものとして説明したものであ
るが、必ずしもこれに限定されることはないことはもち
ろんである。

【００５７】保護膜８のみではスペーサ１６に対する衝
撃を充分緩和できない事情に鑑みてスペーサ受け部１０
を形成していることからして、該スペーサ受け部１０が
保護膜３の下層に位置づけられようが、また上層に位置
づけられようが、その効果は同じであるからである。

【００５８】この場合のスペーサ受け部１０は、ドレイ
ン信号線３にも重畳させて形成することもでき、また、
ドレイン信号線３のみに重畳させて形成するもできるこ
とはいうまでもない。

【００５９】そして、この場合のスペーサ受け部１０
は、その形成を独自に行う必要があることから、その材
料が限定されることはなく、衝撃緩衝材料として好適な
材料を自由に選定することができるようになる。

【００６０】〔実施例４〕本実施例では、アクティブマ
トリックス型と称される液晶表示装置について示したも
のであるが、この他の異なる構成からなるアクティブマ
トリックス型液晶表示装置において適用できることはい
うまでもなく、またアクティブマトリックス型以外の種
々の構成からなる液晶表示装置に適用できることはいう
までもない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、一方の透明基板側
に設けたスベーサによって、他方の透明基板側の加工の
一部を損傷させることを回避できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の一方の透明基板の
画素領域における構成の一実施例を示した平面図であ
る。

【図２】本発明による液晶表示装置の等価回路の一実施
例を示す図である。

【図３】図１のIII−III線における断面図である。

【図４】図１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他方の透明基板の
画素領域における構成の一実施例を示した平面図であ
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における各透明基板
が対向配置された状態を示す構成図で、図１のVII−VII
線に相当する断面図である。

【符号の説明】

２……ゲート信号線、３……ドレイン信号線、５……画
素電極、１０……スペーサ受け部、１２……ブラックマ
トリックス、１６……スペーサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶を介して互いに対向配置される一対
の透明基板のうちその一方の液晶側の面に、互いに隣接
する各画素領域との境界部であって実質的に画素領域と
なり得ない部分に互いに分断されたスペーサを有する液
晶表示装置において、対向する他の透明基板の液晶側の面に前記スペーサの当
接の際に受ける衝撃を緩和するためのスペーサ受け部が
形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶を介して互いに対向配置される一対
の透明基板のうちその一方の液晶側の面において、互い
に隣接する各画素領域との境界部であって実質的に画素
領域となり得ない部分にブラックマトリックスが形成さ
れ、前記スペーサはこのブラックマトリックスに対して
上層に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項３】対向する他の透明基板の液晶側の面に
は、ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線
と、このゲート信号線に絶縁されｙ方向に延在しｘ方向
に並設されるドレイン信号線とが形成され、これらゲー
ト信号線とドレイン信号線とで囲まれる各画素領域に、
前記ゲート信号線への走査信号の供給によってオンされ
る薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジス
タを介して前記ドレイン信号線へ供給された映像信号が
印加される画素電極とが形成され、前記スペーサ受け部
は、前記ゲート信号線あるいはドレイン信号線に対して
上層に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項４】前記スペーサ受け部は、薄膜トランジス
タの液晶に対する直接の接触を回避するために設けられ
た保護膜の上層に形成されていることを特徴とする請求
項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記スペーサ受け部は、前記ゲート信号
線に対して上層に形成されているとともに、薄膜トラン
ジスタの形成の際に同時に形成される半導体層と、ドレ
イン信号線の形成の際に同時に形成される金属層との多
層構造で形成されていることを特徴とする請求項３記載
の液晶表示装置。