(57)【要約】【課題】着色層上に柱状スペーサを配置した構成の液晶表示装置において、柱状スペーサを配置する土台の領域を十分に確保しながら、スルーホールのサイズを大きくする。【解決手段】アレイ基板１１０上の着色層Ｇ−Ｂ間、着色層Ｒ−Ｇ間又は着色層Ｂ−Ｒ間のうちの少なくとも１箇所に柱状スペーサ２５を配置せず、また柱状スペーサ２５を配置しない着色層間の幅を、柱状スペーサを配置した着色層間の幅よりも狭くするようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面上に、互いに交差して配置された複数の信号線及び複数の走査線、前記複数の走査線と並行に配置された複数の補助容量線、前記複数の信号線と複数の走査線の各交差部に配置された画素スイッチング素子、前記信号線、前記走査線、前記補助容量線及び前記画素スイッチング素子の少なくとも一部を覆うように規則的に配置された第１色、第２色、第３色からなる着色層、前記着色層に形成されたスルーホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続される複数の画素電極、隣り合う前記スルーホール間に配置された隣接する２つの前記着色層上に形成された柱状スペーサを有するアレイ基板と、前記アレイ基板上の前記画素電極と対向する共通電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶表示装置において、
前記第１色の着色層に形成されたスルーホールと前記第２色に形成されたスルーホールとの間、前記第２色の着色層に形成されたスルーホールと前記第３色の着色層に形成されたスルーホールとの間、前記第３色の着色層に形成されたスルーホールと前記第１色の着色層に形成されたスルーホールとの間の３箇所において、前記柱状スペーサを配置しない場所を少なくとも１箇所設け、且つ前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、前記柱状スペーサを配置した場所で隣接する２つの前記着色層の幅よりも狭いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記柱状スペーサを配置しない場所を２箇所設け、前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、それぞれ前記柱状スペーサを配置した場所で隣接する２つの前記着色層の幅よりも狭く、且つ前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、前記２箇所でそれぞれ等しい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】
前記着色層は、前記各信号線の長手方向に沿って、各色毎にストライプ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記着色層の第１色、第２色、第３色は、赤、緑、青の組み合わせからなることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴと称する）からなるスイッチング素子を画素電極毎に配置したアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度かつ大容量でありながら、高機能、高精細な表示が得られる液晶表示装置の実用化が進められている。
【０００３】
この液晶表示装置には各種方式があるが、中でも隣接画素間のクロストークが小さく、高コントラストの表示が得られ、透過型表示が可能かつ大面積化も容易などの理由から、互いに交差する方向に設けられた複数本の走査線と複数本の信号線により区画された複数個の領域に、ＴＦＴをスイッチング素子とする画素電極がマトリクス上に設けられたアレイ基板を備える、アクティブマトリクス型の液晶表示装置が多く用いられている。
【０００４】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、通常、画素間の光漏れを防ぐ目的でブラックマトリクス（以下、ＢＭという）が設けられている。従来、ＢＭはカラーフィルタ用の着色層とともに、アレイ基板と液晶層を介して対向して配置される対向基板側に配置されるのが一般的であった。しかしながら、このような構造においては、アレイ基板と対向基板との合わせずれを考慮する必要があり、光を透過する開口部分の割合（開口率）の低下を引き起こしていた。このため、近年においては、アレイ基板の配線上に有機絶縁膜を設け、最上層に画素電極を設け、かつその端部をマトリクス状に配列された配線に重ねることにより、配線をＢＭとして用いる配線ＢＭ構造が提案されている。この配線ＢＭ構造では、アレイ基板と対向基板との合わせずれによる開口率の低下がないため、高開口率を実現することができる。
【０００５】
さらには、有機絶縁膜の代わりに、従来は対向基板に形成されていたカラーフィルタの着色層を用いた構造も提案されている。このような構造では、従来、アレイ基板と組み合わせていたカラーフィルタが不要となるため、高開口率とともに、製造コストの低減を実現することができる。
【０００６】
また、セルギャップを保持するための樹脂の柱状スペーサも、アレイ基板上の非表示部分に作り込む構造も提案されている。このような構造においては、セル工程におけるスペーサ散布工程の削減、及び表示部分でのスペーサによる光抜けをなくすことによるコントラスト比の改善も同時に実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１５４２０５号公報（第３−８頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したカラーフィルタの着色層を挟んで画素電極と配線を重ね合わせる方式では、着色層の上部に画素電極を設けているため、画素電極とスイッチング素子とを電気的に接続するためのスルーホールを着色層に形成する必要がある。この場合の着色層は、ＢＭとなる配線と画素電極との間に生じる寄生容量を抑えるために数μｍの膜厚が必要となる。また、着色層は有機絶縁膜と比較して加工性が劣ることから、スルーホールは可能な限り大きくすることが望ましい。
【０００９】
一方、アレイ基板上に形成される柱状スペーサは、ギャップ制御の観点から、土台となる着色層の表面を可能な限り平坦とすることが望ましく、そのためには柱状スペーサを配置する領域の幅を十分に確保する必要がある。しかし、隣接するスルーホール間の着色層上に柱状スペーサを配置した場合に、着色層の幅を十分に確保するとスルーホールのための領域が狭くなり、また高精細化に伴い着色層の幅も狭くなりつつあるため、現状ではスルーホールのサイズを大きくすることは困難なものとなっていた。
【００１０】
本発明の目的は、着色層上に柱状スペーサを配置した構成において、柱状スペーサを配置する土台の領域を十分に確保しながら、スルーホールのサイズを大きくすることができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、主面上に、互いに交差して配置された複数の信号線及び複数の走査線、前記複数の走査線と並行に配置された複数の補助容量線、前記複数の信号線と複数の走査線の各交差部に配置された画素スイッチング素子、前記信号線、前記走査線、前記補助容量線及び前記画素スイッチング素子の少なくとも一部を覆うように規則的に配置された第１色、第２色、第３色からなる着色層、前記着色層に形成されたスルーホールを介して前記画素スイッチング素子に電気的に接続される複数の画素電極、隣り合う前記スルーホール間に配置された隣接する２つの前記着色層上に形成された柱状スペーサを有するアレイ基板と、前記アレイ基板上の前記画素電極と対向する共通電極が形成された対向基板と、前記両基板間に保持された液晶層とを備えた液晶表示装置において、前記第１色の着色層に形成されたスルーホールと前記第２色に形成されたスルーホールとの間、前記第２色の着色層に形成されたスルーホールと前記第３色の着色層に形成されたスルーホールとの間、前記第３色の着色層に形成されたスルーホールと前記第１色の着色層に形成されたスルーホールとの間の３箇所において、前記柱状スペーサを配置しない場所を少なくとも１箇所設け、且つ前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、前記柱状スペーサを配置した場所で隣接する２つの前記着色層の幅よりも狭いことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記柱状スペーサを配置しない場所を２箇所設け、前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、それぞれ前記柱状スペーサを配置した場所で隣接する２つの前記着色層の幅よりも狭く、且つ前記柱状スペーサを配置しない場所で隣接する２つの前記着色層の幅が、前記２箇所でそれぞれ等しいことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記着色層が、前記各信号線の長手方向に沿って各色毎にストライプ状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３のいずれか一つにおいて、前記着色層の第１色、第２色、第３色が、赤、緑、青の組み合わせからなることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、柱状スペーサを配置した着色層の幅を従来と同等とすることにより、柱状スペーサを配置する土台の領域を十分に確保することができ、柱状スペーサを着色層上に確実に配置することができる。また、柱状スペーサを配置しない着色層の幅を、柱状スペーサを配置した着色層間の幅よりも狭くするようにしたので、各着色層間に形成される各スルーホールのサイズを従来に比べて大きくすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
なお、以下の実施の形態において、同一構造の部分が複数あるときは、その一つの部分を代表して説明するものとし、同一部分を複数の図面を使って説明する場合は、一つの図面に示された符号で他の図面をも説明するものとする。また、符号に付くａ，ｂ，ｃなどの識別文字は必要に応じて付すものとし、一部省略して記述する。さらに、例えば“着色層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ”のように複数の同一部分があるときは、必要に応じて“着色層２２”と総称して記述する。また、本文中で説明しない符号については符号の説明の欄に名称を記載する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係わる液晶表示装置を構成するアレイ基板の電極構造を示す概略平面図であり、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の順に着色層が配置された状態を示している。また、図２は図１の一点鎖線Ａ−Ａに沿って切断した概略断面図である。
【００１９】
液晶表示装置１０は、後述する着色層を有するアレイ基板１１０と対向基板１２０との間に液晶層７０を保持している。これらの２枚の基板間の距離は樹脂で形成された柱状スペーサ２５によって規定されており、さらにアレイ基板１１０及び対向基板１２０は、基板外周を囲むように配置された図示しないシール部材によって接着されている。また、対向基板１２０は、透明基板５１上にＩＴＯからなる共通電極５２及び配向膜５３が形成されている。
【００２０】
アレイ基板１１０は、透明基板１１上に走査線１５ａ、及びこれと平行に設けられた補助容量線１６、絶縁膜１７を介してこれらと直交する信号線１９ａが配置されている。また、走査線１５ａと信号線１９ａとの交差部分には、画素スイッチング素子としてＮｃｈ型ＬＤＤ構造のＴＦＴ素子３０と、このＴＦＴ素子３０と電気的に接続されたソース電極１２ａと、このソース電極１２ａと後述する画素電極２４とを電気的に接続するコンタクト電極１９ｂが配置されている。補助容量線１６と信号線１９ａは、画素間の光漏れを防ぐ配線ＢＭとして機能し、画素電極２４の開口部を平面的に規定している。
【００２１】
また、透明基板１１上の表示領域周辺には、ＴＦＴ素子３０と同一構成のＴＦＴ素子を有する図示しない駆動回路が形成されている。そして、ＴＦＴ素子３０及び前記駆動回路を覆うように保護絶縁膜２０が形成され、その上部にカラーフィルタとして赤色着色層（Ｒ）２２ａ，緑色着色層（Ｇ）２２ｂ，青色着色層（Ｂ）２２ｃが信号線１９ａの長手方向に沿ってストライプ状に配置されている。さらに、各着色層２２において、補助容量線１６と平面的に重なり合う域の略中央部分にはスルーホール（Ｒ）２３ａ，（Ｇ）２３ｂ，（Ｂ）２３ｃがそれぞれ形成されている。
【００２２】
本実施の形態においては、隣り合うスルーホール（Ｇ）２３ｂと同（Ｂ）２３ｃ間に配置された隣接する緑色着色層（Ｇ）２２ｂと青色着色層（Ｂ）２２ｃ（以下、適宜に着色層Ｇ−Ｂ間という）の上にのみ柱状スペーサ２５を設けている。ここで、柱状スペーサ２５の土台となる着色層Ｇ−Ｂ間の幅Ｘ（ＧＢ）は、従来と同等の間隔となるように構成されている。これに対し、柱状スペーサ２５を配置しない場所で隣接する赤色着色層（Ｒ）２２ａと緑色着色層（Ｇ）２２ｂ（以下、適宜に着色層Ｒ−Ｇ間という）の幅Ｘ（ＲＧ）、並びに青色着色層（Ｂ）２２ｃと赤色着色層（Ｒ）２２ａ（以下、適宜に着色層Ｂ−Ｒ間という）の幅Ｘ（ＢＲ）は、それぞれ着色層Ｇ−Ｂ間の幅Ｘ（ＧＢ）より狭く、且つ着色層Ｒ−Ｇ間の幅Ｘ（ＲＧ）と着色層Ｂ−Ｒ間の幅Ｘ（ＢＲ）が等しくなるように構成されている。ただし、着色層Ｒ−Ｇ間の幅Ｘ（ＲＧ）と着色層Ｂ−Ｒ間の幅Ｘ（ＢＲ）は、着色層Ｇ−Ｂ間の幅Ｘ（ＧＢ）より狭くなるように構成されていればよく、本実施の形態のように両者の幅が等しくなくてもよい。
【００２３】
画素電極２４は、これら着色層２２上に形成されており、着色層２２のスルーホール２３及び保護絶縁膜２０に形成されている保護絶縁膜コンタクトホール２１を介して、ソース電極１２ａと接続している。また、画素電極２４の周縁部は、配線ＢＭとして機能する補助容量線１６と信号線１９の上に平面的に重なり合うように形成されている。
【００２４】
さらに、画素電極２４及び着色層２２を覆うように基板全面には配向膜２６が形成されている。そして、緑色着色層（Ｇ）２２ｂのパターンの端は、赤色着色層（Ｒ）２２ａや青色着色層（Ｂ）２２ｃで覆われている。これは、各着色層を加工する際に用いる遮光マスクを適合するように作製することで達成される。
【００２５】
上記のように構成された液晶表示装置１０によれば、柱状スペーサ２５を配置した着色層Ｇ−Ｂ間の幅Ｘ（ＧＢ）を従来と同等とすることにより、柱状スペーサ２５を配置する土台の領域を十分に確保することができ、柱状スペーサ２５を着色層上に確実に配置することができる。また、柱状スペーサ２５を配置しない着色層Ｒ−Ｂ間の幅Ｘ（ＲＧ）、並びに着色層Ｂ−Ｒ間の幅Ｘ（ＢＲ）を、着色層Ｇ−Ｂ間の幅Ｘ（ＧＢ）よりも狭くするようにしたので、各着色層間に形成される各スルーホールのサイズを従来に比べて大きくすることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、柱状スペーサ２５を着色層Ｇ−Ｂ間上に配置した例について示したが、柱状スペーサ２５を配置する場所は、着色層Ｒ−Ｇ間上、又は着色層Ｂ−Ｒ間上であってもよい。また、柱状スペーサ２５を配置しない場所は、着色層Ｇ−Ｂ間、着色層Ｒ−Ｇ間又は着色層Ｂ−Ｒ間のうちの少なくとも１箇所あればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、３箇所ある着色層間のうちの少なくとも１箇所には柱状スペーサを配置せず、また柱状スペーサを配置しない着色層間の幅を、柱状スペーサを配置した着色層間の幅よりも狭くするようにしたため、柱状スペーサを配置する土台の領域を十分に確保しながら、各着色層間に形成される各スルーホールのサイズを従来に比べて大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係わる液晶表示装置を構成するアレイ基板の電極構造を示す概略平面図。
【図２】図１の一点鎖線Ａ−Ａに沿って切断した概略断面図。
【符号の説明】
１０…液晶表示装置
１１…アレイ側透明基板
１２…ＴＦＴチャネル層（１２ａ…ソース電極、１２ｂ…ドレイン電極）
１３…補助容量下部電極
１４…ゲート絶縁膜
１５ａ…走査線（１５ｂ…ゲート電極）
１６…補助容量線
１７…絶縁膜
１８…層間絶縁膜コンタクトホール
１９ａ…信号線（１９ｂ…コンタクト電極）
２０…保護絶縁膜
２１…保護絶縁膜コンタクトホール
２２…着色層
２３…スルーホール
２４…画素電極
２５…柱状スペーサ
２６…配向膜
３０…ＴＦＴ素子
５１…対向側透明基板
５２…共通電極
５３…配向膜
７０…液晶層
１１０…カラーフィルタ付きアレイ基板
１２０…対向基板
【図１】
2004133348.tif 000003
【図２】
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