(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦＴが形成された基板と、カラーフィルターが形成された対向基板と、前記基板と前記対向基板の間隙に設けられた液晶層を備えることにより、表示画素を用いてカラー表示を行なう液晶表示装置において、
前記対向基板の前記ＴＦＴに相対する位置には、遮光性を有する遮光膜が形成され、
青色の表示画素に対応する前記遮光膜上に、青着色層のみが設けられ、
青色以外の表示画素に対応する前記遮光膜上に、青着色層と青色以外の着色層が積層して設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
青色の表示画素に対応する前記遮光膜の上方に、柱状スペーサーが設けられた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】
前記青着色層が、前記遮光層と前記青色以外の着色層の間に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記遮光膜が前記対向基板上の表示画素の各々を区画する位置に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に薄膜トランジスタ部分の遮光性能を高めたものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力などの特徴を有し、トランジスタを使うアクティブ型液晶表示装置は、コントラストが大きく、応答速度が速い特徴を持つため、テレビやパーソナルコンピューター、携帯電子機器などに広く用いられている。また、近年は液晶表示装置の高輝度化、高精細化および高色純度化が進み、液晶表示装置は高い性能を要求されるようになってきている。液晶表示装置に使われるトランジスタとしては、シリコン薄膜上にトランジスタを形成したＴＦＴが使用されている。ＴＦＴを用いたアクティブ型液晶表示装置では、光源や環境からの光がＴＦＴのチャネル領域に入射し、その光によるリーク電流が流れ、ＴＦＴの特性を変化させて表示品位を落とす問題がある。この問題を解決するために、ＴＦＴに光が入射されないように各画素部の周囲に格子状の遮光膜を設置する手段が知られている。このような液晶表示装置の例を図１および図２に示す。
【０００３】
図１は、ＴＦＴ素子の断面を拡大して示した断面図であり、図２はデータ線、走査線、画素電極、遮光膜、カラーフィルター等が形成された液晶表示装置の隣接する画素群の一部を拡大して示す平面図である。カラーフィルター基板１は、ガラス基板３の液晶層１５に近接する側に、画素の境界の光を遮光する遮光膜５と、カラーフィルター６と、共通電極８を備えている。一般に、カラーフィルター６は光の３原色である、赤着色層（Ｒ）、緑着色層（Ｇ）、青着色層（Ｂ）で構成されている。ＴＦＴアレイ基板２は、ガラス基板４の液晶層１５に近接する側に、複数の走査線９と複数の信号線１２とが互いに交差するように配置され、走査線９と信号線１２が交差する部分にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１６が配置され、ＴＦＴに接続された画素電極１４がそれぞれ配置されている。このカラーフィルター基板１とＴＦＴアレイ基板２が、液晶層を挟持し、表示部の外周をシールして液晶表示装置が構成されている。
【０００４】
なお、ＴＦＴアレイ基板２に配置されるＴＦＴ１６は、走査線９と、絶縁膜１０、半導体層１１、半導体層１１に接続された信号線１２とドレイン電極１３とからなっている。ドレイン電極１３は画素電極１４に接続され、画素電極１４と共通電極８との間に形成される電界によって液晶を駆動する。
【０００５】
従来、液晶表示装置のバックライト光Aが画素の開口部を通過した後、カラーフィルター基板１の遮光膜５に反射して、ＴＦＴアレイ基板２上のＴＦＴ１６に入射されることがある。このＴＦＴ１６へ入射される光によってリーク電流が発生し、ＴＦＴの特性を変化させて、表示画像のコントラストが低下し表示品位を落とす問題があった。この問題を解決するため、遮光膜５による反射光をカラーフィルター６によって低減し、ＴＦＴに入射される光量を少なくして、リーク電流を防止し、表示品位を保つ方法が知られている。また、遮光膜５の上に配置するカラーフィルターの着色層として、短波長の光をよく吸収する色の着色層パターンを用い、リーク電流を効果的に抑制することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−９１９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、明るい画像を表示するためバックライトの光量が増大しており、光によるリーク電流の対策が重要になってきている。本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＴＦＴに入射する光を簡易に低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止して表示品位を保つ液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、基板上にマトリックス状に配置された複数の走査線と複数の信号線と、走査線と信号線に接続されたＴＦＴと、ＴＦＴに接続された画素電極とを有する液晶表示装置であり、ＴＦＴに対向する位置の液晶に近接する側に、カラーフィルターを構成する複数の着色層のうち青色の着色層を青以外の色の着色層に重ねて配置することとした。このような構成によれば、重ねた着色層により、ＴＦＴに入射する光が低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止することができる。青色を表示する画素のカラーフィルターには、カラーフィルターの他色を重ねないが、青色を表示する画素のＴＦＴにリーク電流が流れても他の色、例えば赤色や緑色より相対的に輝度が低いため、コントラストの低下を抑制することができ、表示品位の悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、重ねたカラーフィルター色により、ＴＦＴに入射する光を低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止して、ＴＦＴの特性が安定するため、表示品位を保つ液晶表示装置を実現することができる。また、従来と同等の方法で製造が可能なため、価格に影響せず、安定した歩留まりを得ながら性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、ＴＦＴが形成された基板と、カラーフィルターが形成された対向基板と、基板と対向基板の間隙に設けられた液晶層を備えることにより、表示画素を用いてカラー表示を行なう液晶表示装置であって、対向基板のＴＦＴに相対する位置には遮光性を有する遮光膜が形成され、青色以外の表示画素に対応するこの遮光膜上に、青着色層と青色以外の着色層が積層して設けられている。このような構成によれば、積層した着色層により、ＴＦＴに入射する光が低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止することができる。
【００１０】
さらに、青色の表示画素に対応する遮光膜の上方に、柱状スペーサーを設ける構成とした。これにより、カラーフィルターの膜厚バラツキに起因する液晶層のギャップバラツキを小さく抑えることができるため、安定した歩留まりを得ながらＴＦＴに入射する光を簡易に低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止して表示品位を保つことができる。
【００１１】
また、青着色層を遮光層と青色以外の着色層の間に設けることとした。すなわち、先に青着色層を遮光膜上に形成し、その後に他色の着色層を形成することとした。
【００１２】
以下に本発明を実施するための最良の形態を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例１）第１の実施例を図３〜図４を用いて説明する。図３は、本実施例の液晶表示装置のＴＦＴ素子の断面を拡大して示した断面図であり、図４は隣接する画素群の一部を拡大して示す平面図である。図示するように、カラーフィルター基板１は、ガラス基板３の液晶層１５に近接する側に、画素の境界の光を遮光する遮光膜５と、カラーフィルターと、共通電極８を備えている。カラーフィルターは、光の３原色であるＲＧＢの着色層である、赤着色層、緑着色層、青着色層で構成されている。図３では赤着色層６Ｇが形成された表示画素の領域を拡大して示している。カラーフィルターはアイランド形状のものでもストライプ形状のものでもよい。カラーフィルター基板１には、カラーフィルターを覆うように透明樹脂層７が設けられ、透明樹脂層７上に共通電極８が形成される。
【００１３】
このカラーフィルター基板１に対向するＴＦＴアレイ基板２は、ガラス基板４上にＴＦＴが形成された構成である。すなわち、ガラス基板４の液晶層１５に近接する側には、複数の走査線９と複数の信号線１２が互いに交差するように形成され、走査線９と信号線１２が交差する部分にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１６が形成され、このＴＦＴのそれぞれに接続された画素電極１４が配置されている。このカラーフィルター基板１とＴＦＴアレイ基板２を対向させた間隙に液晶層１５を挟持し、表示部の外周をシールして液晶表示装置が構成されている。
【００１４】
図示するように、ＴＦＴアレイ基板２のＴＦＴ１６と相対する位置のカラーフィルター基板上には、遮光膜５が設けられ、遮光膜５上に青着色層６Ｂと画素の色である赤着色層６Ｒが積層されている。遮光膜５はカラーフィルター基板上の表示画素の各々を区画する位置に形成されている。緑色の画素の領域では、図中の赤着色層６Ｒの代わりに緑着色層６Ｇが設けられている。また、青色の画素の領域では、青着色層６Ｂのみが設けられている。この領域では異なる色の着色層を積層させることによる光の低減効果は他色の画素より小さくなるが、青着色層６Ｂで光を吸収し、ＴＦＴに入射される光量を低減している。遮光膜５上の青着色層６Ｂに相対するＴＦＴに入射される光によりリーク電流が発生した場合、青色の画素の透過率が変化するものの、青色は赤色および緑色より相対的に輝度が低いため、コントラストの低下は他色の場合よりも少なくてすむ。そのため、表示品位の悪化は抑制できる。
【００１５】
なお、ＴＦＴアレイ基板２に配置されるＴＦＴ１６は、走査線９、絶縁膜１０、半導体層１１、半導体層１１に接続された信号線１２とドレイン電極１３で構成されている。ドレイン電極１３は画素電極１４に接続され、画素電極１４と共通電極８との間に形成される電界によって液晶を駆動する。
【００１６】
バックライト光Ａは、赤着色層６Ｒおよび青着色層６Ｂを通過して遮光膜５に届き、ここで反射した光が、再び青着色層６Ｂおよび赤着色層６Ｒを通過してＴＦＴへ入射される様子を示したものである。積層された青着色層６Ｂと赤着色層６Ｒによって、ＴＦＴに入射される光量は低減される。また、異なる色を積層することで、着色層に吸収される光の波長領域が広がり、ＴＦＴのリーク電流を発生させる原因となる波長領域の光をほとんど吸収することができる。したがって、ＴＦＴに入射される光を抑制してＴＦＴのリーク電流を防止して、表示品位を保つことができる。
（実施例２）本実施例の液晶表示装置の断面を図５に示す。なお、ここでは、上述した実施例１に対応する符号は同一符号とし、同一のものについてはその説明を省略する。図５は、青色の画素の領域の断面構成を示す模式図である。緑色、赤色の画素の領域の断面構成は実施例１での説明と同様なので、説明は省略する。図示するように、遮光膜５上には青着色層６Ｂのみが設けられ、他色の着色層は積層されていない。そして、これらを覆うように設けられた透明樹脂層７上に柱状スペーサー１７が形成されている。柱状スペーサー１７により、カラーフィルターの膜厚バラツキに起因する液晶１５のセルギャップバラツキを小さく抑えることができるため、安定した歩留まりを得ながらＴＦＴに入射する光を簡易に低減し、ＴＦＴのリーク電流の発生を防止して表示品位を保つことができる。また、この柱状スペーサーに光を吸収する粒子等を分散し、ＴＦＴに届く光の量を低減させる機能を持たせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
ＴＦＴの特性が安定することで、高輝度バックライトを使用した近年の液晶表示装置においても表示品位を保つことができる。また、この発明によれば、従来と同等の方法で製造が可能なため、価格に影響せず、安定した歩留まりを得ながら低コスト化が進む電子機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＴＦＴ素子を拡大した断面図
【図２】液晶表示装置の隣接する画素群の一部を拡大した平面図
【図３】第１の実施例の液晶表示装置のＴＦＴ素子を拡大した断面図
【図４】第１の実施例の液晶表示装置の隣接する画素群の一部を拡大した平面図
【図５】第２の実施例の液晶表示装置のＴＦＴ素子を拡大した断面図
【符号の説明】
【００１９】
１  カラーフィルター基板
２  ＴＦＴ基板
３，４  ガラス基板
５  遮光膜
６  カラーフィルター
７  透明樹脂層
８  共通電極
９  走査線
１０  絶縁膜
１１  半導体層
１２  信号線
１３  ドレイン電極
１４  画素電極
１５  液晶
１６  ＴＦＴ
１７  柱状スペーサー
【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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