(57)【要約】【課題】ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定する対向基板に形成された柱状スペーサが、液晶表示パネルが外部から押し圧力を受けた場合、基板と平行な方向にずれることを防止する。【解決手段】ＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００が外部から押し圧力を受けた場合に、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定する柱状スペーサ２０３が矢印の方向にずれると液晶分子の配向を乱したり、配向膜１１１が削れることによる配向膜屑によって光漏れが発生し、画像のコントラストを低下させる。ＴＦＴ基板側に、対向電極の電圧降下を防止するためのバス電極１０８を用いて突起を形成し、ＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００が外部から押し圧力を受けた場合に、突起が柱状スペーサ２０３の先端に食い込むことによって柱状スペーサ２０３の矢印方向へのずれを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素には、平面状に形成された画素電極と、前記画素電極の上には、絶縁膜を介して櫛歯状に形成された対向電極が配置され、
前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、
前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、第１の方向に延在する前記対向電極と接続する金属で形成されたバス電極が形成され、
前記柱状スペーサの先端は前記バス電極と対向し、前記バス電極の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記バス電極は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記バス電極と対向することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記走査線と前記映像信号線の交点付近において、前記バス電極を挟んで、前記バス電極と同じ材料で形成された島状の突起が形成され、
前記島状突起の幅は３μｍ以下であり、
前記柱状スペーサは、前記バス電極あるいは前記島状の突起のいずれかと対向することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素には、平面状に形成された対向電極と、前記対向電極の上には、絶縁膜を介して櫛歯状に形成された画素電極が配置され、
前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、
前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、前記画素電極と同じ材料で形成された突起が形成され、
前記柱状スペーサの先端は前記突起対向し、前記突起の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記突起は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向と第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記突起と対向することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記走査線と前記映像信号線の交点において、前記突起が島状に複数形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板に形成された前記画素電極に対向して対向電極が形成され、
前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、
前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、前記画素電極と同じ材料で形成された突起が形成され、
前記柱状スペーサの先端は前記突起対向し、前記突起の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記突起は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向と第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記突起と対向することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記走査線と前記映像信号線の交点において、前記突起が島状に複数形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、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。
【背景技術】
【０００２】
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、この液晶の分子を画素電極と対向電極の間に映像信号によって発生する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。
【０００３】
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、ビーズを分散させることによって間隔を制御する方法は、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、画像のムラが生じたりする問題が生ずる。
【０００４】
このような間隔のムラを対策する方法として、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を規定する方法として、対向基板上に有機膜による柱状スペーサを形成する方法（支柱方式）が開発されている。柱状スペーサは対向基板に固定されているために、ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を安定して制御することが出来る。また、柱状スペーサ方式は、液晶を滴下して充填する方式（液晶滴下封入方式）の場合は、ビーズと異なり、液晶滴下の際に柱状スペーサの位置がずれないので、好適である。
【０００５】
ＴＦＴ基板にはＴＦＴ、映像信号線、走査線等を形成するための多層配線が形成されており、多層配線を接続するためのコンタクトホールが形成されている。このコンタクトホールが形成された部分は凹部となっている。一方、柱状スペーサは対向基板に形成されている。柱状スペーサがコンタクトホール部に入ってしまうとＴＦＴ基板と対向基板を所定の間隔に維持することが出来なくなる。「特許文献１」には、柱状スペーサはコンタクトホールに入らないほうが良いが、入るような場合であっても、コンタクトホールに入らない残りの柱状スペーサがＴＦＴ基板と対向基板の間隔を維持する構成が記載されている。
【０００６】
ＴＦＴ基板上のコンタクトホール部以外の部分でも配線の交差部等では凸部が形成されており、表面は平らではない。「特許文献２」には、対向基板に一定の高さの柱状スペーサを形成しておき、一部の柱状スペーサはＴＦＴ基板の平坦部に接触させ、他の柱状スペーサは凸部に接触させる構成が記載されている。すなわち、他の柱状スペーサは配線等による凸部の高さ分だけ圧縮されており、この圧縮された量が、いわゆる重力マージンとして作用することが記載されている。この場合の他の柱状スペーサが圧縮される量は２００ｎｍから６００ｎｍ程度である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４５８１９号公報
【特許文献２】特開２００５−２４２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
柱状スペーサは一般的に感光性の有機樹脂によって形成される。液晶表示装置のセルギャップは、通常２〜５μｍであり、柱状スペーサも同じ高さが必要である。一般的に、感光性の材料では、膜厚の大きい状態でパターン加工幅を縮小することは困難であり、例えば、ＪＳＲ社製柱状スペーサ形成材料(ＮＮ−７７７)では高さ３．５μｍの突起を形成する場合、直径１２μｍの幅となる。
【０００９】
一方、近年、液晶表示装置の高精細化が求められるようになっている。高精細化のために、１画素の大きさは小さくなる。その一方で、液晶表示装置の明るさを確保するためには液晶表示装置の透過率を下げないことが要求されている。そのために、画素周辺の配線を極力細くする努力が払われている。
【００１０】
このような液晶表示装置においては、柱状スペーサの直径よりも配線幅のほうが小さい構成となることも多い。なお、配線は画素電極やＴＦＴが形成されるＴＦＴ基板に形成され、これらの配線は、対向基板に形成された遮光膜（ブラックマトリクス）によって覆われている。
【００１１】
柱状スペーサは対向基板に形成され、柱状スペーサの先端は、ＴＦＴ基板に接触しているが接着はしていない。したがって、外部から対向基板、あるいは、ＴＦＴ基板に押し圧力が加わると柱状スペーサが当初の位置からずれるという現象を生ずる。柱状スペーサがずれると、付近の液晶の配向乱れが生じ、光漏れが生じてコントラストを低下させる。
【００１２】
また、柱状スペーサがずれると、柱状スペーサの先端付近の配向膜が削れて、配向膜の屑が柱状スペーサ周辺に撒き散らされ。この屑が液晶の配向に影響を与えて光漏れを生じてコントラストを低下させる場合もある。
【００１３】
柱状スペーサが外部からの押し圧力によって動くことによるコントラストが低下する問題点は、対向基板に形成されているブラックマトリクスの幅を大きくすることによって対策することが出来きるが、この場合は、光の透過率が減少し、画面の明るさが低下する。
【００１４】
本発明の課題は、柱状スペーサが外部からの押し圧力によって動くことによるコントラストの低下を画面の明るさの低下を引き起こすことなく対策することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以上のような問題点を解決するものであり、柱状スペーサの先端が接触するＴＦＴ基板側に細いストッパーを形成することによって、外部から液晶表示パネルに押し圧力が加わっても、柱状スペーサがずれないようにすることによって、液晶の配向乱れを防止し、コントラストの低下を防止する。具体的な手段は次ぎのとおりである。
【００１６】
（１）第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記画素には、平面状に形成された画素電極と、前記画素電極の上には、絶縁膜を介して櫛歯状に形成された対向電極が配置され、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、第１の方向に延在する前記対向電極と接続する金属で形成されたバス電極が形成され、前記柱状スペーサの先端は前記バス電極と対向し、前記バス電極の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【００１７】
（２）前記バス電極は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記バス電極と対向することを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１８】
（３）前記走査線と前記映像信号線の交点付近において、前記バス電極を挟んで、前記バス電極と同じ材料で形成された島状の突起が形成され、前記島状突起の幅は３μｍ以下であり、前記柱状スペーサは、前記バス電極あるいは前記島状の突起のいずれかと対向することを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１９】
（４）第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記画素には、平面状に形成された対向電極と、前記対向電極の上には、絶縁膜を介して櫛歯状に形成された画素電極が配置され、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、前記画素電極と同じ材料で形成された突起が形成され、
前記柱状スペーサの先端は前記突起対向し、前記突起の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【００２０】
（５）前記突起は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向と第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記突起と対向することを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。
【００２１】
（６）前記走査線と前記映像信号線の交点において、前記突起が島状に複数形成されていることを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。
【００２２】
（７）第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板と対向して対向基板が配置され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板に形成された前記画素電極に対向して対向電極が形成され、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔を規定する柱状スペーサが形成され、前記ＴＦＴ基板の前記走査線の上には、前記画素電極と同じ材料で形成された突起が形成され、前記柱状スペーサの先端は前記突起対向し、前記突起の幅は３μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【００２３】
（８）前記突起は前記走査線と前記映像信号線の交点において、第２の方向と第２の方向に延在して十字状の形状をなし、前記柱状スペーサの先端は、前記十字状をなす前記突起と対向することを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。
【００２４】
（９）前記走査線と前記映像信号線の交点において、前記突起が島状に複数形成されていることを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、対向基板に形成された柱状スペーサの先端が接触するＴＦＴ基板側に細いストッパーを形成するので、液晶表示パネルが外部から押し圧力を受けても柱状スペーサが動くことが無い。したがって、液晶の配向乱れを防止することが出来、光漏れを防止することが出来、画面の明るさを低下させることなく、コントラストの低下を防止することが出来る。
【００２６】
また、柱状スペーサが動くことによる配向膜の削れを防止することができるので、配向膜屑による光漏れを防止することが出来る。したがって、液晶の配向乱れを防止することが出来、光漏れを防止することが出来る。これによって、画面の明るさを低下させることなく、コントラストの低下を防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
本実施例はＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）方式（以後ＩＰＳ）の液晶表示装置の場合についての例である。ＩＰＳは対向電極１０９と画素電極１１２をＴＦＴ基板１００上に形成し、画素電極１１２と対向電極１０９との間に形成される電界の、基板と平行な方向の電界によって液晶分子を回転することによって画素を通過する光の量を制御する液晶表示装置であり、優れた視野角特性を有している。
【００２９】
図３はＴＦＴ基板１００における走査線１０１、映像信号線１０４と画素の配置を示す概略平面図である。図３において、走査線１０１が横方向に延在し、縦方向に配列している。絶縁膜を挟んで映像信号線１０４が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線１０１と映像信号線１０４とで囲まれた領域が画素である。
【００３０】
走査線１０１の上には、図示しないＴＦＴが形成されている。ＴＦＴのゲート電極は走査線１０１が兼用している。走査線１０１の電位がＯＮレベルになると、ＴＦＴがＯＮし、映像信号線１０４の信号が画素電極１１２に印加される。図３では省略しているが、画素電極１１２は透明導電膜であるＩＴＯによって形成され、平面状のベタ電極となっている。
【００３１】
画素電極１１２の上には層間絶縁膜１０７を介して対向電極１０９が形成されている。対向電極１０９も透明導電膜であるＩＴＯによって形成されている。対向電極１０９には基準電位が印加される。対向電極１０９の例を図４に示す。図４において、対向電極１０９は両端が閉じた櫛歯状の電極である。櫛歯と櫛歯の間にはスリット１１０が形成されている。
【００３２】
図４に示す対向電極１０９の下には、図示しない平面ベタで形成された画素電極１１２が形成されている。画素電極１１２に映像信号による電圧が印加されると、図４に示す基準電圧が印加された対向電極１０９との間に電界が形成される。具体的には、櫛歯状の対抗電極からスリット１１０を介して電気力線が下部の画素電極１１２に発生する。この電気力線によって液晶層３００の液晶分子が回転し、液晶層３００を透過する光の量を制御する。光は画素毎に制御されるので、画像が形成されることになる。
【００３３】
対向電極１０９には基準電圧が印加されるので、各画素共通の電位が印加される。基準電圧は、表示領域の外側から供給される。ＩＴＯは比較的抵抗が大きいので、電源線から離れるにしたがって、対向電極１０９の電位が低下する。これは、輝度の傾斜を引き起こす。
【００３４】
このような、輝度の傾斜を防止するために、金属で形成されたバス電極１０８を走査電極の上に配置し、対向電極１０９の電圧が変化することを防止している。バス電極１０８は例えば、ＣｒおよびＭｏの積層構造で形成される。本発明は、このバス電極１０８の幅ｗｂを３μｍ以下とすることによって、バス電極１０８によって柱状スペーサ２０３のストッパーを形成するものである。バス電極１０８は、走査線１０１と映像信号線１０４の交点においては、十字状に形成されている。なお、後で説明するように、バス電極１０８の上に透明電極である対向電極１０９が形成される。
【００３５】
図２は、図３に示すＴＦＴ基板１００の走査線１０１と映像信号線１０４の交点に、対向基板２００に形成された柱状スペーサ２０３が接触している状態を示す平面図である。柱状スペーサ２０３は、走査線１０１と映像信号線１０４の交点全てに形成されるわけではない。柱状スペーサ２０３はＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定することが目的であるから、必要最小限の数で良い。すなわち、柱状スペーサ２０３が存在すれば、液晶の配向乱れ等を生ずるので、柱状スペーサ２０３は対向基板２００とＴＦＴ基板１００の間隔維持に必要なピッチで配置される。
【００３６】
図２において、走査線１０１と映像信号線１０４の交点にはバス電極１０８が十字状に形成されているが、柱状スペーサ２０３の中心は十字状になったバス電極１０８の中心と一致させている。このような配置とすることによって、柱状スペーサ２０３の先端は、バス電極１０８によって形成された細いストッパーと接触することになる。すなわち、対向基板２００あるいはＴＦＴ基板１００が外部から押し圧力を受けたような場合は、柱状スペーサ２０３の先端が、細いストッパーに食い込むような形となり、柱状スペーサ２０３がずれることが防止される。
【００３７】
図１は図２のＡ−Ａ断面図であり、本発明の特徴を示す図である。図１において、ＴＦＴ基板１００の上には、走査線１０１が形成されている。走査線１０１の上にはゲート絶縁膜１０２が形成されている。走査線１０１の上には、半導体層１０３が形成されている。半導体層１０３の上には、映像信号線１０４が形成されている。
【００３８】
なお、図２における、走査線１０１と映像信号線１０４との交点からずれた走査線１０１上には、走査線１０１、ゲート絶縁膜１０２、半導体層１０３、および、映像信号線１０４と同層で形成されたソース電極、ドレイン電極によってＴＦＴが形成されている。図１における半導体層１０３は、ゲート絶縁膜１０２の断切れを防止するために形成されているものである。
【００３９】
図１において、映像信号線１０４の上には、無機パッシベーション膜１０５が形成されている。無機パッシベーション膜１０５の上には、平坦化膜を兼ねた有機パッシベーション膜１０６が形成されている。有機パッシベーション膜１０６は２μｍ程度と、厚く形成されるので、有機パッシベーション膜１０６の上は平坦となっている。
【００４０】
有機パッシベーション膜１０６の上には、層間絶縁膜１０７が形成されている。層間絶縁膜１０７の役割は、画素内において、画素電極１１２と対向電極１０９の絶縁をすることであるが、図１に示す断面図は、映像信号線１０４の上なので、画素電極１１２は存在していない。
【００４１】
図１において、層間絶縁膜１０７の上には、バス電極１０８が形成されている。図１の断面は、図２に示すように、十字の交点からずれた場所なので、図１においてバス電極１０８は突起状となっている。バス電極１０８の上には、突起用ＩＴＯ１１３が形成されている。バス電極１０８と突起用ＩＴＯ１１３によってストッパーを形成している。ストッパーの上には配向膜１１１が形成されている。
【００４２】
ＩＴＯは走査線１０１と映像信号線１０４との交点付近においては、島状に形成されている。突起をより急峻にするためである。しかし、走査線１０１と映像信号線１０４との交点以外ではＩＴＯはバス電極１０８を覆う形で接続している。
【００４３】
図１において、対向基板２００のＴＦＴ基板１００側には、ブラックマトリクス２０１が形成されている。図１は映像信号線１０４の上なので、ブラックマトリクス２０１が形成されているが、画素領域においては、赤、緑、青等のカラーフィルタが形成されている。ブラックマトリクス２０１の上には、ブラックマトリクス２０１およびカラーフィルタによって形成される凹凸を緩和するためのオーバーコート膜２０２が形成されている。
【００４４】
オーバーコート膜２０２の上には柱状スペーサ２０３が形成されている。柱状スペーサ２０３はたとえば、感光性のアクリル樹脂を柱状スペーサの高さと同等な厚さまで塗布し、マスク露光して、光が照射された部分のみの材料の架橋を促進して現像液に対して不溶性とする。その後、現像することによって、柱状スペーサ２０３を形成する。柱状スペーサ２０３の上には配向膜１１１が形成されている。
【００４５】
図１において、画素電極１１２と対向電極１０９はいずれもＴＦＴ基板１００に形成されており、対向基板２００には電極は存在しない。したがって、対向基板２００側から電気的なノイズが進入すると、液晶層３００に影響を与え、画像を劣化させる。これを防止するために、対向電極１０９の外側に表面導電膜２１０を形成し、表面導電膜２１０をアースあるいは基準電圧に設定することによって、液晶表示パネルの内部をシールドしている。
【００４６】
図１において、対向基板２００側あるいは、ＴＦＴ基板１００側から押し圧力が加わった場合。柱状スペーサ２０３の先端は、ＴＦＴ基板１００側のバス電極１０８および突起用ＩＴＯ１１３で形成されたストッパーに食い込む状態となる。すなわち、柱状スペーサ２０３はアクリル等の樹脂で形成されているので、弾性に富むからである。
【００４７】
このように、柱状スペーサ２０３がＴＦＴ基板１００に形成されたストッパーに食い込むことによって、柱状スペーサ２０３の、図１の矢印で示すような、ｙ方向への動きを防止することが出来る。柱状スペーサ２０３の動きが防止できれば柱状スペーサ２０３が画素電極１１２側にはみ出して液晶の配向を乱すことは無い。また、柱状スペーサ２０３の動きが防止できれば、配向膜１１１が削れて配向膜１１１の屑が周辺に撒き散らされることも無い。したがって、コントラストの低下を防止することが出来る。
【００４８】
図１におけるストッパーは、図２におけるｘ方向に伸びるバス電極１０８によって形成されるものである。したがって、柱状スペーサ２０３の図２におけるｙ方向への動きが防止される。一方、柱状スペーサ２０３の図２における、ｘ方向への動きは、ｙ方向に伸びるバス電極１０８によって防止される。したがって、図２のようなバス電極１０８を形成することによって柱状スペーサ２０３の、図２における上下左右の動きを防止することが出来る。
【００４９】
ところで、柱状スペーサ２０３の動きを防止するためには、ストッパーの幅、すなわち、バス電極１０８の幅が重要である。ストッパーの幅、すなわち、バス電極１０８の幅が大きいと、液晶表示パネルに押し圧力が加わった場合に、ストッパーが柱状スペーサ２０３に食いこまなくなるからである。図５は、主として、バス電極１０８の幅、すなわち、ストッパーの幅を変化させた場合の、微小輝点の発生、すなわち光漏れの状態を調査したものである。
【００５０】
図５において、バス電極１０８の厚さは２２０ｎｍで一定である。また、バス電極１０８の幅を１２μｍから３μｍに変化させている。なお、バス電極１０８の幅は、図１におけるバス電極の上部における幅をいう。配向膜１１１の厚さはバス電極１０８の幅にしたがって、９０ｎｍから５０ｎｍに変化している。配向膜１１１の厚さは意図的に変化させたのではなく、バス電極１０８の線幅が小さくなるにしたがって、薄くなったものである。つまり、図５では、バス電極１０８の幅が微小輝点の発生に対して支配的である。
【００５１】
図５において、バス電極１０８の幅が１２μｍ、６μｍの場合は、柱状スペーサ２０３が動いたことによる液晶分子の配向の乱れ、あるいは、配向膜１１１の削れによる微小輝点の発生が生じている。しかし、バス電極１０８の幅が３μｍになると、微小輝点の発生は生じない。すなわち、バス電極１０８の幅が３μｍより小さくなると、ストッパーの幅が十分に小さくなって、液晶表示パネルに対して外部から押し圧力が加わった場合であっても、柱状スペーサ２０３の動きを防止することが出来る。
【００５２】
図８は、本実施例と同様なＩＰＳにおいて、バス電極１０８が形成されていない場合か、あるいは、バス電極１０８が走査線１０１と同じ程度に幅が広く形成されている場合である。柱状スペーサ２０３は図２と同様に、走査線１０１と映像信号線１０４の交点に形成されている。このような構成では、柱状スペーサ２０３の先端には、対向基板２００の突起が形成されていない。
【００５３】
図７は、図８のＢ−Ｂ断面図である。図７において、対向基板２００、および、ＴＦＴ基板１００の柱状スペーサ２０３と対向する部分を除いては、図１と同じなので説明は省略する。図７において、ＴＦＴ基板１００の層間絶縁膜１０７までは、図１と同様である。層間絶縁膜１０７の上にバス電極１０８が形成されているが、バス電極１０８の幅は、柱状スペーサ２０３の径よりも大きい。バス電極１０８の上には、対向電極１０９が形成され、対向電極１０９の上には配向膜１１１が形成されている。
【００５４】
図７において、バス電極１０８の幅は柱状スペーサ２０３の径よりも大きいので、柱状スペーサ２０３に対応する突起はＴＦＴ基板１００側には形成されていない。これは、図８に示すｘ方向、ｙ方向いずれについても同様である。したがって図７および図８に示す従来構造では、柱状スペーサ２０３は図８のｘ方向、ｙ方向あるいは、その他のいずれの方向にも移動することが出来る。したがって、柱状スペーサ２０３の移動による液晶の配向乱れ、あるいは、配向膜１１１の削れ等による光漏れが生じてコントラストの低下を来たす。
【００５５】
本発明の実施例１である図２においては、バス電極１０８は走査線１０１と映像信号線１０４の交点に十字状に形成されている。そして、柱状スペーサ２０３の中心は、バス電極１０８の十字状の交点に一致している。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせが正確な場合は問題ないが、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００に合わせずれが生ずる場合は、柱状スペーサ２０３の先端にバス電極１０８によって形成される突起が対応しない場合が生ずる。
【００５６】
このような場合に対処するための突起の形成の例を図６に示す。図６において、左下の走査線１０１と映像信号線１０４の交点に柱状スペーサ２０３が配置する。この場所において、バス電極１０８がｘ方向に延在している。また、ｘ方向に伸びるバス電極１０８の上下には、ｘ方向に延在するバス電極１０８を挟んで島状バス電極１１５が形成されている。言い換えると、複数の突起が島状バス電極１１５によって形成されている。この島状バス電極１１５が突起を形成する。なお、島状バス電極１１５の上には島状のＩＴＯが形成されている。
【００５７】
島状バス電極１１５によって形成された突起が、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせずれによって柱状スペーサ２０３の中心が走査線１０１と映像信号線１０４の交点からずれた場合に、柱状スペーサ２０３に対応する突起となる。島状の突起は、走査線１０１と映像信号線１０４の交点の中心の上下、あるいは斜め方向に形成されているので、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００のずれがどの方向に生じても対応することが出来る。
【００５８】
以上説明したように、本実施例によれば、櫛歯電極状の対向電極１０９が上側に存在し、平面状の画素電極１１２が下側に存在するＩＰＳ方式の液晶表示装置において、液晶表示パネルに外部から押し圧力が加わった場合であっても、柱状スペーサ２０３のずれに起因する光漏れを防止し、コントラストの低下を防止することが出来る。
【実施例２】
【００５９】
図９および図１０は、本発明の第２の実施例を示す。すなわち、本発明を、平面状の対向電極１０９を下側に形成し、層間絶縁膜１０７を介して櫛歯状の画素電極１１２を上側に形成した場合のＩＰＳに適用した場合である。図１０は実施例１の図２に対応する平面図である。図１０において、走査線１０１が横方向に延在し、縦方向の配列している。また、映像信号線１０４が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線１０１と映像信号線１０４で囲まれた領域に画素が形成されている。
【００６０】
図２に示す実施例１と異なるところは、画素において、上側に例えば、図４に示すような形状の画素電極１１２が形成され、層間絶縁膜１０７を挟んで下側に平面ベタで対向電極１０９が形成されている点である。図１０において、走査線１０１と映像信号線１０４の交点には、画素電極１１２と同層で形成された突起用ＩＴＯ１１３が横方向および縦方向に延在し、十字状の突起を形成している。
【００６１】
すなわち、実施例１においては、バス電極１０８によって突起を形成しているが、本実施例では、画素電極１１２と同層で形成した突起用ＩＴＯ１１３によって突起を形成している。突起用ＩＴＯ１１３は、画素電極１１２と同時に形成することが出来るので、製造工程が増加することは無い。
【００６２】
突起用ＩＴＯ１１３は実施例１におけるバス電極１０８とは異なり、横方向には連続して形成されてはいない。突起用ＩＴＯ１１３は実施例１のバス電極１０８とは異なり、画素電極１１２あるいは対向電極１０９に電位を供給する役割は持たないからである。
【００６３】
図９は図１０のＣ−Ｃ断面図である。図９において、対向基板２００は実施例１における図１と同様である。ＴＦＴ基板１００側において、有機パッシベーション膜１０６までは、図１と同様である。図９において、有機パッシベーション膜１０６の上には平面ベタでＩＴＯによって形成された対向電極１０９が形成されている。対向電極１０９の下にＣｒ、Ｍｏ等の金属によるバス電極１０８を形成してもよいが、図９は対向電極１０９のためのバス電極１０８は形成されていない。
【００６４】
対向電極１０９の上には、層間絶縁膜１０７が形成されている。層間絶縁膜１０７の上には、突起用ＩＴＯ１１３によって突起が形成されている。突起用ＩＴＯ１１３は画素内の画素電極１１２の形成と同時に形成されるので、製造工程の増加は無い。突起用のＩＴＯの上には配向膜１１１が形成されている。
【００６５】
ＩＴＯによって形成された突起が対向基板２００に形成された柱状スペーサ２０３に接触することになる。対向基板２００あるいはＴＦＴ基板１００が外部から押し圧力を受けた場合に、図９における突起が柱状スペーサ２０３の先端に食い込み柱状スペーサ２０３が上下あるいは左右にずれることを防止することが出来る。すなわち、突起用ＩＴＯ１１３によって実施例１と同様な効果を得ることが出来る。
【００６６】
本実施例においても、突起を形成する突起用ＩＴＯ１１３の幅は小さいことが必要である。突起の目的は、突起が柱状スペーサ２０３の先端に食い込むことが必要なので、実施例１における図５の結果をそのまま適用することが出来る。すなわち、突起用ＩＴＯ１１３の幅は３μｍ以下とする必要がある。
【００６７】
実施例１においては、突起は、バス電極１０８と突起用ＩＴＯ１１３によって形成されているのに対して、図９においては、突起は、突起用ＩＴＯ１１３のみによって形成されているので、突起の高さは図９において、実施例１よりも小さい。しかし、本発明における突起は、柱状スペーサ２０３の横方向への動きを阻止出来ればよいので、突起の高さは突起の幅ほど大きな問題ではない。
【００６８】
しかし、画素電極１１２を構成するＩＴＯの膜厚が極端に小さくなったような場合、突起用のＩＴＯの高さが十分でない場合がある。このような場合、対向電極１０９の下側に図９では図示していないバス電極１０８を形成するとき、バス電極１０８の幅を３μｍ以下に小さくすることによって突起の高さを実質的に大きくすることが出来る。
【００６９】
図９は、図１０に示すように、突起用ＩＴＯ１１３が走査線１０１と映像信号線１０４との交点付近において、十字状に形成されている場合であるが、本実施例においても、実施例１の図６に示すように、突起用ＩＴＯ１１３を島状に形成することによってＴＦＴ基板１００と対向基板２００とに合わせずれが生じた場合にも、柱状スペーサ２０３の先端にＴＦＴ基板１００の突起を対応させることが出来る。
【実施例３】
【００７０】
図１１は本発明を通常のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式あるいはＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｈｎｅｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に適用した場合である。ＴＮ方式あるいはＶＡ方式はＴＦＴ基板１００に画素電極１１２を形成し、対向基板２００に対向電極１０９を形成する。そして、基板と垂直方向の電界によって、ＴＮ方式においては液晶分子をツイストさせて液晶層３００を通過する光の量を制御する。また、ＶＡ方式においては、当初縦方向に配列していた液晶分子を傾けることによって液晶層３００を通過する光の量を制御する。
【００７１】
本実施例のＴＦＴ基板１００の平面図は図１０に示すのと同様である。図１０において、突起用ＩＴＯ１１３は画素電極１１２用のＩＴＯによって形成されることは実施例２の場合と同様である。図１０のＣ−Ｃ断面図に対応するＴＦＴ基板１００および対向基板２００の本実施例における断面図は図１１であるが実施例２とは異なっている。
【００７２】
図１１において、ＴＦＴ基板１００における有機パッシベーション膜１０６までは図１と同様である。有機パッシベーション膜１０６の上には、突起用ＩＴＯ１１３による突起が形成されている。突起用ＩＴＯ１１３は画素電極１１２と同層で形成されるので、製造工程の増加は無い。ＴＮ方式あるいはＶＡ方式においては、画素電極１１２を形成するＩＴＯは極端に薄くする必要は無いので突起の高さは十分にとることが出来る。突起および有機パッシベーション膜１０６を覆って配向膜１１１が形成されている。
【００７３】
図１１において、対向基板２００の内側にはブラックマトリクス２０１、続いてオーバーコート膜２０２が形成されていることは図１と同様である。図１１において、オーバーコート膜２０２の上には対向電極１０９が形成されている。対抗電極には基準電圧が印加され、ＴＦＴ基板１００に形成された画素電極１１２に印加される映像信号電圧との間で、縦電界を形成し、液晶層３００の透過率を制御する。
【００７４】
対向電極１０９の上には、柱状スペーサ２０３が形成される。柱状スペーサ２０３の形成の仕方は実施例１において説明したのと同様である。柱状スペーサ２０３および対向電極１０９の上には配向膜１１１が形成されている。柱状スペーサ２０３の先端には、ＴＦＴ基板１００に形成された突起が接触する。
【００７５】
対向基板２００あるいはＴＦＴ基板１００が外部から押し圧力を受けた場合に、ＴＦＴ基板１００に形成された突起は柱状スペーサ２０３の先端に食い込み、柱状スペーサ２０３が基板と平行方向に移動することを防止する。液晶表示パネルが外部から押し圧力を受けた場合に柱状スペーサ２０３に食い込むようにするには、突起の幅が重要であることは実施例１と同様である。すなわち、実施例１の図５に示すように、突起用ＩＴＯ１１３の幅を３μｍ以下とすることによって、液晶表示パネルが外部から押し圧力を受けた場合の柱状スペーサ２０３の移動を防止することが出来る。
【００７６】
図１１は、図１０に示すように、突起用ＩＴＯ１１３が走査線１０１と映像信号線１０４との交点付近において、十字状に形成されている場合であるが、本実施例においても、実施例１の図６に示すように、突起用ＩＴＯ１１３を島状に形成することによってＴＦＴ基板１００と対向基板２００とに合わせずれが生じた場合にも、柱状スペーサ２０３の先端にＴＦＴ基板１００の突起を対応させることが出来る。
【００７７】
以上説明したように、本発明によれば、ＴＮ方式、ＶＡ方式においても、液晶表示パネルが外部から押し圧力を受けた場合、対向基板２００に形成した柱状スペーサ２０３が基板と平行方向にずれることを防止することが出来る。したがって、柱状スペーサ２０３がずれることに起因する液晶分子の配向の乱れ、あるいは、配向膜１１１の削れ屑による光漏れを防止することが出来、液晶表示装置の画像のコントラストの低下を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す平面図である。
【図３】実施例１のＴＦＴ基板の平面図である。
【図４】実施例１における対向電極の平面図である。
【図５】突起の幅と微小輝点の発生率の比較である。
【図６】実施例１の他の例を示す平面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】従来例を示す平面図である。
【図９】実施例２を示す断面図である。
【図１０】実施例２または、実施例３の平面図である。
【図１１】実施例３を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００…ＴＦＴ基板、  １０１…走査線、  １０２…ゲート絶縁膜、  １０３…半導体層、  １０４…映像信号線、  １０５…無機パッシベーション膜、  １０６…有機パッシベーション膜、  １０７…層間絶縁膜、  １０８…バス電極、  １０９…対向電極、  １１０…スリット、  １１１…配向膜、  １１２…画素電極、  １１３…突起用ＩＴＯ、  １１５…島状バス電極、  ２００…対向基板、  ２０１…ブラックマトリクス、  ２０２…オーバーコート膜、  ２０３…柱状スペーサ、  ２１０…表面導電膜、  ３００…液晶層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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