(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向される第１および第２の基板間に挟持された液晶層と、
前記第１の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第１の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第１の基板間にカラーフィルタを有し、前記画素電極は、前記第１の基板と前記カラーフィルタの間に形成され、
前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記液晶層の層厚は、対応する前記カラーフィルタの色毎に異なり、
前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極間の距離および前記画素電極と前記対向電極間の距離を短くすることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
互いに対向される第１および第２の基板間に挟持された液晶層と、
前記第１の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第１の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第１の基板間にカラーフィルタを有し、前記画素電極は、前記第１の基板と前記カラーフィルタの間に形成され、
前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記液晶層の層厚は、対応する前記カラーフィルタの色毎に異なり、
前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極と前記画素電極間の距離を短くすることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素電極は、前記対向電極と同層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】
前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート膜が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタは、赤、緑、青の何れかの色であり、各色の厚みは、赤＞緑＞青の関係となっ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。
【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、いわゆる横電界方式と称される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる横電界方式と称される液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板の一方の基板の液晶側の面の各画素領域に、画素電極とこの画素電極との間に電界を発生せしめる対向電極が形成され、該電界のうち基板とほぼ平行な成分によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【０００３】
また、このような液晶表示装置を、アクティブ・マトリクス型に適用させたものとして、前記一方の基板の液晶側の面において、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線とｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これら各画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によって作動するスイッチング素子と、このスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、この画素電極と離間配置された対向電極とが形成されている。
【０００４】
そして、カラー表示用の場合、前記一方の基板側にカラーフィルタを形成し、他方の基板側には該カラーフィルタを形成しない構造のものが知られるに至っている。近年の高精細化にともない、一方の基板に対する他方の基板の合わせずれによる影響を低減させるためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成からなる液晶表示装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の各カラーフィルタにおいて、その層厚が全て均一に形成されていない構成となっている。
【０００６】
Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれのカラーフィルタの透過率、色純度のバランスをとるためにそれぞれの層厚を独自に設定する場合、あるいは製造上のばらつきにより各層厚が均一に形成できない場合があるからである。
【０００７】
この場合、該カラーフィルタの上層に、画素電極および対向電極が層間絶縁膜を介して形成されている場合、前記層間絶縁膜の一方の基板面に対する高さが前記カラーフィルタの層厚に反映され、前記画素電極あるいは対向電極がそれぞれ高さ（一方の基板面からの高さ）が異なって形成されることになる。
【０００８】
このことは、各画素においての液晶の層厚が均一にならず、それぞれ同じ光透過率が得られないことになる。
【０００９】
また、画素電極および対向電極との間に介在される層間絶縁膜がたとえば塗布により形成される樹脂材等の場合、該層間絶縁膜の厚さが異なる色のカラーフィルタの画素ごとに異なり、前記画素電極と対向電極との間の該層間絶縁膜による異なる電圧低下が輝度−電圧特性をずらすことになり、中間調の色バランスがくずれることになる。
【００１０】
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、表示の品質の向上を図った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】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００３６】
手段１．
本発明による液晶表示装置は、例えば、互いに対向される第１および第２の基板間に挟持された液晶層と、
前記第１の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第１の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第１の基板間にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極間の距離を短くすることを特徴とするものである。
手段２．
本発明による液晶表示装置は、例えば、互いに対向される第１および第２の基板間に挟持された液晶層と、
前記第１の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第１の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第１の基板間にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第１の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極と前記画素電極間の距離を短くすることを特徴とするものである。
【００３７】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段１又は２において、前記画素電極は、前記第１の基板と前記カラーフィルタの間に形成されていることを特徴とするものである。
【００３８】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段１又は２において、前記画素電極は、前記対向電極と同層に形成されていることを特徴とするものである。
手段５．
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段４において、前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
【００３９】
手段６．
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段１又は２において、前記画素電極は、前記カラーフィルタと前記対向電極の間に形成され、且つ前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
手段７．
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段１又は２において、前記カラーフィルタは、赤、緑、青の何れかの色であり、各色の厚みは、赤＞緑＞青の関係となっていることを特徴とするものである。
【００４０】
本発明の更なる手段は本願明細書あるいは図面により明らかとなるであろう。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００４２】
参考例１．
《等価回路》
図２は本発明による液晶表示装置の一参考例を示す全体等価回路図である。同図は等価回路であるが、実際の幾何学的配置に対応させて描いている。
【００４３】
図２において、液晶を介して互いに対向配置される一対の透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２があり、該液晶は一方の透明基板ＳＵＢ１に対する他方の透明基板ＳＵＢ２の固定を兼ねるシール材ＳＬによって封入されている。
【００４４】
シール材ＳＬによって囲まれた前記一方の透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｙ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成されている。
【００４５】
各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部ＡＲを構成するようになっている。
【００４６】
また、ｘ方向に並設される各画素領域のそれぞれにはそれら各画素領域内に走行された共通の対向電圧信号線ＣＬが形成されている。この対向電圧信号線ＣＬは各画素領域の後述する対向電極ＣＴに映像信号に対して基準となる信号電圧を供給するための信号線となるものである。
【００４７】
各画素領域には、その片側のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸが形成されている。
【００４８】
この画素電極ＰＸは、前記対向電圧信号線ＣＬと接続された対向電極ＣＴとの間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【００４９】
前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は垂直走査駆動回路Ｖの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記垂直走査駆動回路Ｖの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板からの信号が入力されるようになっている。
【００５０】
垂直走査駆動回路Ｖは複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線ＧＬどうしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【００５１】
同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞれの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は映像信号駆動回路Ｈｅの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆動回路Ｈｅの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板からの信号が入力されるようになっている。
【００５２】
この映像信号駆動回路Ｈｅも複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線ＤＬどうしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【００５３】
また、ｘ方向に併設された各画素領域に共通な前記対向電圧信号線ＣＬは図中右側の端部で共通に接続され、その接続線はシール材ＳＬを超えて延在され、その延在端において端子ＣＴＭを構成している。この端子ＣＴＭからは映像信号に対して基準となる電圧が供給されるようになっている。
【００５４】
前記各ゲート信号線ＧＬは、垂直走査回路Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択されるようになっている。
【００５５】
また、前記各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。
【００５６】
《画素の構成》
図３は、前記画素領域における構成を示した平面図で、同図のIV−IV線における断面図を図４に示している。
【００５７】
透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面に、まず、ｘ方向に延在しｙ方向に並設される一対（一方は図示せず）のゲート信号線ＧＬが形成されている。
【００５８】
これらゲート信号線ＧＬは後述の一対（一方は図示せず）のドレイン信号線Ｄとともに矩形状の領域を囲むようになっており、この領域を画素領域として構成するようになっている。
【００５９】
また、各ゲート信号線ＧＬの間の領域には該ゲート信号線ＧＬと平行に配置された対向電圧信号線ＣＬが形成されている。
【００６０】
このようにゲート信号線ＧＬおよび対向電圧信号線ＣＬが形成された透明基板のＳＵＢ１表面にはたとえばＳｉＮからなる絶縁膜ＧＩが該ゲート信号線ＧＬおよび対向電圧信号線ＣＬをも被って形成されている。
【００６１】
この絶縁膜ＧＩは、後述のドレイン信号線ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬおよび対向電圧信号線ＣＬに対する層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての機能を、後述の容量素子Ｃｓｔｇの形成領域においてはその誘電体膜としての機能を有するようになっている。
【００６２】
そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたとえばアモルファスＳｉからなる半導体層ＡＳが形成されている。
【００６３】
この半導体層ＡＳは、薄膜トランジスタＴＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２を形成することにより、ゲート信号線ＧＬの一部をゲート電極とする逆スタガ構造のMIS型トランジスタを構成することができる。
【００６４】
ここで、前記ドレイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時に形成されるようになっている。
【００６５】
すなわち、ｙ方向に延在されるドレイン信号線ＤＬが形成され、その一部が前記半導体層ＡＳの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ１が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ１と薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル長分だけ離間されてソース電極ＳＤ２が形成されている。
【００６６】
このソース電極ＳＤ２は半導体層ＡＳ面から画素領域側の絶縁膜ＧＩの上面に至るまで若干延在され、後述の画素電極ＰＸとの接続を図るためのコンタクト部が形成されている。
【００６７】
なお、半導体層ＡＳとドレイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２との界面には高濃度の不純物がドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層として機能するようになっている。
【００６８】
このコンタクト層は、たとえば半導体ＡＳ層の形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２のパターンをマスクとしてそれから露出された前記不純物層をエッチングすることによって形成することができる。
【００６９】
このように薄膜トランジスタＴＦＴ、ドレイン信号線ＤＬ、ドレイン電極ＳＤ１、およびソース電極ＳＤ２が形成された透明基板の表面にはカラーフィルタＦＩＬが形成されている。
【００７０】
このカラーフィルタＦＩＬはｘ方向に隣接する他の画素領域のそれとは色を異にし、ｙ方向に隣接する他の画素領域のそれとは共通の色を有するようになっている。
【００７１】
すなわち、ｙ方向に並設される画素領域群のカラーフィルタは同色の顔料が含まれた共通の樹脂材層で形成され、該画素領域群の両脇のｙ方向に並設される他の画素領域群に共通に形成され異なる色の顔料が含まれた樹脂材層からなるカラーフィルタＦＩＬとは別体で形成されるようになっている。
【００７２】
この場合のカラーフィルタＦＩＬは、薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との直接の接触を回避させて該薄膜トランジスタＴＦＴの特性劣化を防止する保護膜の役割りをも果たしている。
【００７３】
カラーフィルタＦＩＬの上面には画素電極ＰＸが形成されている。この画素電極ＰＸはたとえばｙ方向に延在されｘ方向に並設された複数（この参考例では２本）の電極群から構成されている。これら各電極は対向電圧信号線ＣＬに重畳する部分で共通に接続されているとともに、前記薄膜トランジスタＴＦＴに近接する部分において、前記カラーフィルタＦＩＬに形成されたコンタクトホールＣＨ１を通して該薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ２のコンタクト部に電気的に接続されている。
【００７４】
そして、このように画素電極ＰＸが形成されたカラーフィルタＦＩＬの上面には該画素電極ＰＸをも被ってたとえば樹脂材層からなる平坦化膜ＯＣが形成されている。
【００７５】
さらに、この平坦化膜ＯＣ層の上面には対向電極ＣＴが形成されている。この対向電極ＣＴは、ｙ方向に延在されｘ方向に並設された複数（この参考例では３本）の電極群から構成されている。
【００７６】
これら各対向電極ＣＴは、平面的に観た場合、前記画素電極ＰＸを間にして位置付けられるようになっている。すなわち、これら各対向電極ＣＴは、一方の側のドレイン信号線ＤＬから他方の側のドレイン信号線ＤＬにかけて、対向電極ＣＴ、画素電極ＰＸ、対向電極ＣＴ、画素電極ＰＸ、対向電極ＣＴの順にそれぞれ等間隔に配置されている。
【００７７】
また、このように電極群からなる対向電極ＣＴは、それらが前記対向電圧信号線ＣＬと重畳された部分で互いに電気的に接続されているともに、その一部が前記平坦化膜ＯＣ、カラーフィルタＦＩＬを貫通して形成されたコンタクトホールＣＨ２を通して前記対向電圧信号線ＣＬに電気的に接続されている。
【００７８】
ここで、各対向電極群のうち、両脇に位置付けられる一対の対向電極ＣＴ、換言すればドレイン信号線ＤＬに隣接する対向電極ＣＴは他の対向電極ＣＴよりも若干その幅が大きく形成されている。
【００７９】
この理由は、ドレイン信号線ＤＬからの電気力線がそれに隣接する対向電極ＣＴに終端させやすくし、その対向電極ＣＴを越えて画素電極ＰＸに終端するのを防止するためである。画素電極ＰＸに該電気力線が終端した場合にそれがノイズとなってしまうからである。
【００８０】
また、これら各対向電極ＣＴを電気的に接続させた部分はその下層の平坦化膜ＯＣを介して各画素電極ＰＸの電気的に接続させた部分と重畳し、さらに、この各画素電極ＰＸの電気的に接続させた部分はカラーフィルタＦＩＬおよび絶縁膜ＧＩを介して対向電圧信号線ＣＬと重畳され、これらの各重畳部において容量素子Ｃｓｔｇが形成されるようになっている。
【００８１】
この容量素子Ｃｓｔｇは、たとえば画素電極ＰＸに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる等の機能をもたせるようになっている。
【００８２】
そして、このように対向電極ＣＴが形成された透明基板ＳＵＢ１の上面には該対向電極ＣＴをも被って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。この配向膜ＯＲＩ１は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成されたラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになっている。
【００８３】
《隣接する他の画素との関係》
図１は、互いに隣接し、赤色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、緑色のカラーフィルタ（Ｇ）、および青色のカラーフィルタ（Ｂ）を備える各画素領域の断面を示した図である。なお、図４に示した画素では画素電極ＰＸが２本、対向電極ＣＴが３本の場合について示したものであるが、ここでは説明を簡略するため、画素電極ＰＸが１本、対向電極ＣＴが２本の場合を示している。
図１において、まず、赤色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、緑色のカラーフィルタ（Ｇ）、および青色のカラーフィルタ（Ｂ）はそれぞれその層厚が異なって形成されている。上述したように、それぞれのカラーフィルタＦＩＬの透過率、色純度のバランスをとるためにそれぞれの層厚を独自に設定する場合、あるいは製造上のばらつきにより各層厚が均一に形成できない場合等があるからである。
【００８４】
このため、これら各カラーフィルタＦＩＬの層厚の違いがそれの上層に形成される平坦化膜ＯＣの透明基板ＳＵＢ１面からの高さに反映され、該平坦化膜ＯＣの高さは該カラーフィルタＦＩＬの層厚が大きければ高く、該カラーフィルタＦＩＬの層厚が小さければ低く形成されてしまう。
【００８５】
なお、この参考例では平坦化膜ＯＣは塗布で形成される樹脂膜で構成されるものであるが、その名の通り完全に平坦化させることは製造上困難であり、たとえ完全に平坦化を望んでも製造を煩雑化させるというのが実情である。
【００８６】
このため、カラーフィルタＦＩＬの層厚が大きい画素では液晶の層厚（液晶ギャップ）が小さく、カラーフィルタＦＩＬの層厚が小さい画素では液晶の層厚が大きくなってしまう。
【００８７】
なお、液晶は透明基板ＳＵＢ１とこの透明基板ＳＵＢ１と対向配置される透明基板ＳＵＢ２との間に介在され、該透明基板２の液晶側の面には少なくともカラーフィルタＦＩＬが形成されていない構成となっている。
【００８８】
このように、液晶の層厚が小さい画素領域では、その部分において一定の液晶の光透過率を得ようとした場合、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に印加する電圧を大きくしなければならず、また、液晶の層厚が大きい画素領域では画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に印加する電圧を小さくしなければならなくなってしまう。
【００８９】
換言すれば、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間の電圧を一様にした場合、カラーフィルタＦＩＬの層厚に応じて液晶の光透過率がばらつくことになる。
【００９０】
このため、本参考例では、たとえば赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ、青色（Ｂ）のカラーフィルタの順に層厚が小さくなっている場合、これら各カラーフィルタに重畳されている平坦化膜ＯＣの膜厚を順次大きくさせるように設定させている。
【００９１】
さらに、詳述すると、平坦化膜ＯＣの膜厚は、次のような式（１）、
【００９２】
【数１】
０＜画素領域間の層間絶縁膜の膜厚差
＜画素領域間のカラーフィルタの膜厚差        …………（１）
を満足するように設定されている。
【００９３】
および、カラーフィルタＦＩＬの厚い画素の方が平坦化膜ＯＣは厚くなっているという関係を満足するようにして設定されている。
【００９４】
平坦化膜ＯＣの材料をその粘度等において従来のものと同じものを使用する場合、その塗布はスピンコートでなされるが、そのスピンの回転数を適当な値に制御することにより上述したような膜厚で設定することができる。むろん、スピンコート以外の手法でもよい。
【００９５】
このように構成した液晶表示装置は、平坦化膜ＯＣの層厚が厚いことによる駆動電界の減衰に起因する駆動電圧の上昇を回避でき、液晶の層厚が厚いことによる複屈折モードに起因する駆動電圧の低下を回避できるようになる。
【００９６】
これらが相補的に働くことにより、液晶にとっての駆動電圧のばらつきを抑制できるようになる。
【００９７】
さらに、他の参考例として、次の式（２）、
【００９８】
【数２】
１／４×画素間のカラーフィルタの膜厚さ
＜画素間の平坦化膜ＯＣの膜厚差
＜３／４×画素間のカラーフィルタＦＩＬの膜厚差
…………（２）
を満足させることによって、輝度むらをさらに抑制させることができるようになる。
【００９９】
そして、上述した構成とする際において、平坦化膜ＯＣが厚すぎると表面が平坦化してしまうことになることから、次の式（３）、
【０１００】
【数３】
平坦化膜ＯＣの膜厚
＜最も厚いカラーフィルタＦＩＬの膜厚の３／２倍    ……（３）
を満足させることが好ましい。
【０１０１】
さらに、あまり薄すぎるといわゆる段差縮小効果が少なくなってしまうことから、
次の式（４）、
【０１０２】
【数４】
最も薄いカラーフィルタＦＩＬの膜厚の１／４
＜平坦化膜ＯＣの膜厚
＜最も厚いカラーフィルタＦＩＬの膜厚の３／２倍    ……（４）
を満足させることが好ましい。
【０１０３】
参考例２．
図５は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【０１０４】
図１と異なる構成は、ドレイン信号線ＤＬの両脇に位置付けられる各対向電極ＣＴを該ドレイン信号線ＤＬをも被って互いに接続させたことにある。
【０１０５】
このようにした場合、ドレイン信号線ＤＬからのノイズとなる電気力線が該対向電極ＣＴに終端され、該対向電極ＣＴに隣接する画素電極ＰＸに終端するのを充分に回避できるようになる。
【０１０６】
参考例３．
図６は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【０１０７】
図１と異なる構成は、対向電極ＣＴは各画素領域の全域に及んで形成され、かつ、隣接する対向電極ＣＴとも互いに接続されていることにある。
【０１０８】
この場合、対向電極ＣＴの材料としては、たとえばITO(Indium Tin Oxide)等のような透光性のものが使用される。
【０１０９】
このようにした場合、対向電極ＣＴの断線の憂いがなく、かつ全体の抵抗値を大幅に低減させることができる。
【０１１０】
参考例４．
図７は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図５に対応した図となっている。
【０１１１】
図５の場合と異なる構成は、平坦化膜ＯＣの下層に画素電極ＰＸを上層に対向電極ＣＴが設けられている。
【０１１２】
この場合においても、ドレイン信号線ＤＬの両脇に位置付けられる各対向電極ＣＴは該ドレイン信号線ＤＬをも被って互いに接続されている。
【０１１３】
カラーフィルタＦＩＬによる段差よりも平坦化膜ＯＣによる段差の方が小さいため、該段差の部分に形成される対向電極ＣＴを平坦化膜ＯＣ上に形成した構成となっている。
【０１１４】
参考例５．
図８は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【０１１５】
図１と異なる構成は、平坦化膜ＯＣの上層に画素電極ＰＸを下層に対向電極ＣＴが設けられており、各電極の層を入れ替えていることにある。
【０１１６】
このようにした場合においても、同様な効果を奏することができる。
【０１１７】
参考例６．
図９は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、たとえば図６に対応した図となっている。
【０１１８】
図６と異なる構成は、透明基板ＳＵＢ２において、透明基板ＳＵＢ１との間のギャップを図るスペーサは、該透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面にたとえば樹脂材のフォトリソグラフィ技術による選択エッチングによって形成されたいわゆる支柱ＳＵＰによって構成されている。
【０１１９】
本発明を適用するためには、液晶の層厚を正確に設定しておくことが要求されることから、該支柱ＳＵＰによるスペーサによってその高さのばらつきを小さくすることができる。
【０１２０】
この場合、該スペーサの形成個所としては、その先端が膜厚の最も大きなカラーフィルタＦＩＬに当接するように設定されている。膜厚の最も大きなカラーフィルタＦＩＬ上に形成される平坦化膜ＯＣの膜厚は小さく、そのばらつきが小さいため、該スペーサによるギャップの均一を確保できるようになる。
【０１２１】
また、スペーサもそれ自体高さが大きいとそのばらつきが大きくなるが、膜厚の最も大きなカラーフィルタＦＩＬに当接させることにより、その高さを小さくしそのばらつきを低減させて、スペーサによるギャップの均一を確保できる。
【０１２２】
参考例７．
図１０は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図９に対応した図となっている。
【０１２３】
図９と異なる構成は、該支柱ＳＵＰによるスペーサは透明基板１の液晶側の面に形成されていることにある。
【０１２４】
参考例８．
図１１は、本発明による液晶表示装置の画素の他の参考例を示す平面図である。また、図１２は図１１のXII−XIIにおける断面図を示している。
【０１２５】
図１１に示す液晶表示装置はこれまでの参考例に示す液晶表示装置とは異なり、カラーフィルタＦＩＬが透明基板ＳＵＢ２側に形成され、該カラーフィルタＦＩＬをも被って平坦化膜ＯＣが形成されている。
【０１２６】
そして、透明基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面の各画素領域は、ゲート絶縁膜ＧＩ上に画素電極ＰＸが形成され、この画素電極ＰＸを被うたとえばＳｉＮ膜からなる保護膜ＰＳＶ１および有機材料からなる保護膜ＰＳＶ２の積層体の上面に対向電極ＣＴが形成されている。
【０１２７】
また、この対向電極ＣＴは、このうちドレイン信号線ＤＬに隣接されて配置されるものにあって、該ドレイン信号線ＤＬを被うようにして形成され、かつ該ドレイン信号線ＤＬを間にして隣接される他の画素領域の該ドレイン信号線に隣接する他の対向電極ＣＴと接続されるように形成されている。
【０１２８】
そして、画素電極ＰＸ上の各保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２のそれぞれの層厚をｄ３、ｄ２とし、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の領域の各保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２の各保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２のそれぞれの層厚をｄ３’、ｄ２’とし、それらの関係が次式（５）、
【０１２９】
【数５】
ｄ３≒ｄ３’，ｄ２＜ｄ２’＜ｄ２+ｄ４       ……（５）
を満足するときに、画素電極ＰＸの膜厚ｄ４の影響を緩和でき、画素電極ＰＸ上の液晶の層厚（液晶ギャップ）ｄ１と対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の領域上の液晶ギャップｄ１’の関係は次式（６）、
【０１３０】
【数６】
ｄ１≒ｄ１’（但し、ｄ１≦ｄ１’）          ……（６）
となっている。
【０１３１】
ここで、ｄ１≦ｄ１’になるのは、実際の製造において、ｄ１＞ｄ１’となるように製造するのが困難だからである。
【０１３２】
これにより、各画素内における液晶ギャップむらによる電界の集中が緩和されるようになる。
【０１３３】
なお、上式（５）、上式（６）での近似は１００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１３４】
また、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間に生じる電界は、これら各電極の間に介在される保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２によって弱められることになる。
【０１３５】
上式（５）の関係より、画素電極ＰＸ上の保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２にかかる電界は、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の領域の保護膜ＰＳＶ１、ＰＳＶ２にかかる電界よりも小さくなるため、液晶ギャップｄ１個所の液晶に電界がかかりやすくなる。
【０１３６】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、は、画素電極ＰＸ上の保護膜の厚さｘとそれによる液晶における電界の変化を示した図であり、これによって明らかとなるように、保護膜の厚さｘが小さくなるに従って、画素電極ＰＸ上の電界が大きくなるようになる。
【０１３７】
このため、横電界駆動である本方式において、各画素領域の対向電極ＣＴと画素電極ＰＸとの間に均一な電界を形成することができるようになる。
【０１３８】
ちなみに、従来の構成では、ｄ３≒ｄ３’ｄ２≒ｄ２’として構成され、画素電極ＰＸの膜厚ｄ４の影響を受け、画素電極ＰＸ上の液晶ギャップｄ１と対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の領域の液晶ギャップｄ１’の関係は、ｄ１+ｄ４≒ｄ１’となる。
【０１３９】
横電界駆動に用いる複屈折モードの液晶では、液晶ギャップが広いほど、液晶駆動の電圧が低下する。したがって、液晶ギャップｄ１’の個所の液晶はｄ１の個所の液晶よりも低電圧で駆動しやすくなる。
【０１４０】
また、液晶ギャップｄ１の個所の保護膜ＰＳＶ２の表面を通る対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の最短の長さＸ１は、液晶ギャップｄ１’の個所の保護膜ＰＳＶ２の表面を通る対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の最短の長さＸ１’よりも長く、かつ、上式ｄ３≒ｄ３’ｄ２≒ｄ２’の関係であることから、式Ｅ＝Ａ×Ｖ／ｘ（Ｅ：電界、Ｖ：対向電極と画素電極にかかる電圧、ｘ：保護膜ＰＳＶ２表面を通る対向電極と画素電極の最短の長さ、Ａ：正の比例定数）により、液晶ギャップｄ１’の個所にかかる電界が液晶ギャップｄ１の個所にかかる電界よりも著しくなり、画素電極ＰＸ付近の画素領域の電界が弱くなり、光透過率低下の原因となる。
【０１４１】
参考例９．
図１４は、本発明の参考例による液晶表示装置のある部分における画素の断面図を、また、図１５は、該液晶表示装置の他の部分における画素の断面図を示している。たとえば図１６に示す液晶表示装置の液晶表示部ＡＲにおいて、図中Ｘの部分の画素の断面図を図１４に、図中Ｙの部分の画素の断面図を図１５に示している。なお、この場合における画素の断面個所は図１１に示したと同様となっている。
【０１４２】
図１４と図１５を比較して、まず異なる構成は、保護膜ＰＳＶ１が液晶表示部ＡＲの個所において膜厚を異にして形成されている。図１４の場合の保護膜ＰＳＶ１の膜厚はｘ３であるのに対し、図１５の場合の保護膜ＰＳＶ１の膜厚はｙ３（＜ｘ３）となっている。
【０１４３】
保護膜ＰＳＶ１の形成において、液晶表示部ＡＲの全域に及んで均一に形成されず、その膜厚にばらつきがあることを示している。
【０１４４】
ここで、保護膜ＰＳＶ１の上面に形成される保護膜ＰＳＶ２は、図１４の場合、その膜厚はｘ２であるのに対し、図１５の場合、その膜厚はｙ２（≒ｘ２）となって、それらはほぼ等しくなっているとする。
【０１４５】
このとき、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の領域かかる電界は、液晶ギャップｘ１、ｙ１がｘ１≒ｙ１の関係を有する（液晶に含有されるビーズの径と同等）ことから、保護膜ＰＳＶ１の薄い部分で高くなってしまう。
【０１４６】
このため、本参考例では、各画素領域において電界が均一になるように、保護膜ＰＳＶ２は、その膜厚をｘ２＜ｙ２となるように設定されている。保護膜ＰＳＶ１の各膜厚のｘ３＞ｙ３の関係を補うためである。
【０１４７】
これにより、次式（７）
【０１４８】
【数７】
ｘ２+ｘ３≒ｙ２+ｙ３、ｘ３＞ｙ３、ｘ２＜ｙ２  ……（７）
の関係が成立する。
【０１４９】
上述した各参考例では、保護膜ＰＳＶに対して画素電極ＰＸがその下層に、対向電極ＣＴが上層に形成したものであるが、これらは逆に、すなわち、画素電極が上層に、対向電極が下層に位置付けられた構成のものにあっても適用できることはいうまでもない。
【０１５０】
参考例１０．
図１７は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
【０１５１】
透明基板ＳＵＢ１上の対比する各画素の層構造の相異によって該透明基板ＳＵＢ１から液晶層までの距離が異なると、該液晶層の厚みも異なることになる。横電界方式では駆動電圧が液晶層の厚みに依存し、液晶層が厚いほど、より低い電圧で同じ輝度を得ることができる。この場合、図１７に示すように、各画素において、仮に電極間の距離が全て等しいとすると、図中Ｘの領域の画素はＹの領域の画素より駆動電圧が高いことになる。このことを図２３にて説明する。図２３は横軸に電圧Ｖ，縦軸に輝度ＢをとるＢ−Ｖ曲線であり、曲線Ａは図１７のＸの領域のＢ−Ｖ曲線、曲線ＢはＹの領域のＢ−Ｖ曲線である。曲線Ａは曲線ＢよりＢ−Ｖカーブがゆるやかなものとなり、したがって、ある電圧に対し表示される階調が異なったものとなってしまうことになる。
【０１５２】
そこで、本参考例では、図１７に示すように、電極間の距離において特別な構成としたものである。基板ＳＵＢ１から対向電極ＣＴまでの距離はＸの領域に相当する画素ではＹの領域に相当する画素より長くなり、ｄ１０＞ｄ２０の関係になっている。
【０１５３】
この場合、対向電極ＣＴは複数本、たとえば各画素につき２本形成されている。対向電極ＣＴ間の距離をＸ領域に相当する画素でＬ３，Ｙ領域に相当する画素でＬ６とすると、Ｌ６＞Ｌ３の関係を満たすようにしている。すなわち、Ｘ領域に相当する画素では各対向電極ＣＴ間の距離が短くなるようにしている。
【０１５４】
これにより、同一の電圧を印加した際にＸ領域とＹ領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のＢ−Ｖカーブの傾きを近づけることができる。これにより、階調のずれを改善することができる。
【０１５５】
また、Ｘの領域に相当する画素での画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の距離をＬ１およびＬ２とする。そして、Ｙの領域に相当する画素での画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の距離をＬ４およびＬ５とする。このとき、Ｌ４，Ｌ５＞Ｌ１，Ｌ２、あるいは少なくともＬ４＞Ｌ１もしくはＬ４＞Ｌ２、Ｌ５＞Ｌ１もしくはＬ５＞Ｌ２のいずれかを満たすことで、同一の電圧を印加した際にＸ領域とＹ領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のＢ−Ｖカーブの傾きを近づけることができる。これにより、階調のずれを改善することができる。
【０１５６】
なお、図１７では、一例として保護膜ＰＳＶ１は例えば無機膜、保護膜ＰＳＶ２は有機膜としている。図１７では対向電極ＣＴを映像信号線ＤＬの上に保護膜ＰＳＶ２を介して配置している。
【０１５７】
これによりドレイン信号線ＤＬと対向電極ＣＴ間の寄生容量を抑制しつつ、ドレイン信号線ＤＬからの漏れ電界をシールドすることができる。寄生容量を低下し漏れ電界シールドの効果のみを十分奏するには保護膜ＰＳＶ２にある程度の厚みがあることが望ましく、この目的から該保護膜ＰＳＶ２には有機膜が望ましい。しかし、有機膜には塗布装置固有の膜厚ムラが生じやすいという難点がある。しかし、本参考例の概念により、膜厚の違いのＢ−Ｖカーブへの影響を回避できるようになるため、シールド効果のみを十分奏することができるようになる。
【０１５８】
参考例１１．
図１８は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す構成図で、図１７に対応した図となっている。
【０１５９】
図１８は図１７の構成に対してさらに改善を施したものであり、対向電極ＣＴの本数および画素電極ＰＸの本数を図１７の場合よりも増加させている点に相異を有する。
【０１６０】
また、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸが共に保護膜ＰＳＶ２の上層に形成していることに相異を有する。それ以外は図１７の場合と同じであり、図１７の場合と同様の効果を奏することができる。
【０１６１】
図１８において、画素電極ＰＸの基板ＳＵＢ１からの距離はｄ３０＞ｄ３１であり、Ｘの領域にてＹの領域より大きくなっている。この場合、各画素電極ＰＸの間の距離は、Ｘの領域でＬ７とし、Ｙの領域でＬ８とした場合、Ｌ８＞Ｌ７の関係を満たすようになっている。
【０１６２】
これにより、図１７の場合と同様に、同一の電圧を印加した際にＸ領域とＹ領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のＢ−Ｖカーブの傾きを近づけることができる。したがって、階調のずれを改善することができる。
【０１６３】
実施例１．
図１９は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図で、図１７に対応した図となっている。
【０１６４】
図１７で説明した階調ずれの改善は、隣接画素間で液晶層の厚みに差を設ける構成として有効となる。
【０１６５】
すなわち、図１９は、隣接画素間で液晶層の厚みを異ならしめた構成である。ここで保護膜ＰＳＶ２に代えて、カラーフィルタＦＩＬを形成している。図１９はゲート信号線ＧＬの延在方向の複数画素の断面構造を示すものであり、カラーフィルタＦＩＬの色は画素毎にＲ，Ｇ，Ｂのいずれかが形成されて３原色を構成している。各カラーフィルタＦＩＬの境界はドレイン信号線ＤＬ上に位置している。
【０１６６】
ここで、液晶表示装置では所定の色を実現する必要があり、色間でカラーフィルタＦＩＬの厚みを全く同一にすることは困難となる。このため、図１９に示すようにカラーフィルタＦＩＬに応じて画素毎に透明基板ＳＵＢ１から液晶層までの距離が異なり、液晶層の厚みが異なったものとして構成される。
【０１６７】
このような構造で階調のずれを改善するため、少なくとも次の（１）、（２）いずれかに示す構成を用いることが有効とある。すなわち、
（１）基板面ＳＵＢ１から対向電極ＣＴまでの距離が長い画素ほど、各対向電極ＣＴ間の距離を短くする。
（２）基板面ＳＵＢ１から対向電極ＣＴまでの距離が長い画素ほど、各対向電極ＣＴと画素電極ＰＸの間の距離を短くする。
【０１６８】
この実施例では、たとえば上記の（１）、（２）の双方の構成を適用し、より階調ずれの改善を図ったものとしている。
【０１６９】
また、この実施例でのＲ，Ｇ，Ｂの膜厚の順序は説明のためのものであり、必ずしもこの順序である必要はない。カラーフィルタＦＩＬに使用する各色の材料の特性に合わせ適宜設定するからである。
【０１７０】
なお、上記（１）あるいは（２）の少なくともいずれかを満たすように構成してもよいことはもちろんである。
【０１７１】
実施例２．
図２０は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１９に対応した図となっている。
【０１７２】
図１９の場合と比較して異なる部分は、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸをカラーフィルタＦＩＬ上に配置させている点にある。この構成においても実施例１で説明した（１）と（２）の構成のうち少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現させることができる。この実施例では前記（１）と（２）の構成の双方を適用し、さらに階調ずれの改善を図っていることにある。
【０１７３】
実施例３．
図２１は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１９に対応した図となっている。
【０１７４】
図１９の場合と比較して異なる構成は、カラーフィルタＦＩＬ上にオーバーコート膜ＯＣが形成されている点である。そして対向電極ＣＴが該オーバーコート膜ＯＣの上層に、画素電極ＰＸが該オーバーコート膜ＯＣの下層に形成されている点である。
【０１７５】
この構成でも実施例１で示した（１）の構成と（２）の構成のうち少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現させることができる。
【０１７６】
さらに本実施例では、オーバーコート膜ＯＣの膜厚のカラーフィルタＦＩＬに対する関係に特徴を有する。すなわち、カラーフィルタＦＩＬの厚い画素ではオーバーコート膜ＯＣを薄くし、カラーフィルタＦＩＬの薄い画素ではオーバーコート膜ＯＣを厚くするように構成している。これにより、色の異なる画素間の液晶層の厚みの違いを、オーバーコート膜ＯＣのない状態より低減することができる。この結果、階調ずれを低減することができる。
【０１７７】
オーバーコート膜ＯＣは、粘性を適切に設定した液状のオーバーコート材料を塗布し、数十秒程度の放置後、透明基板ＳＵＢ１ごと該オーバーコート材料を加熱することで図２１に示す構成を実現することができる。
【０１７８】
この実施例では液晶層の厚みの差を低減する構造上の特徴と、実施例１に示した（１）の構成と（２）の構成との双方を適用することで、階調ずれをさらに改善することができる。
【０１７９】
実施例４．
図２２は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１９に対応した図となっている。
【０１８０】
図１９の場合と比較して異なる構成は、画素電極ＰＸもオーバーコート膜ＯＣの上層にある点である。
【０１８１】
この構成でも実施例１に示す（１）の構成と（２）の構成の少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現できる。
【０１８２】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【０１８３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかとなるように、本発明による液晶表示装置によれば、表示の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による液晶表示装置の一参考例を示す断面図である。
【図２】  本発明による液晶表示装置の一参考例を示す全体等価回路図である。
【図３】  本発明による液晶表示装置の画素の一参考例を示す平面図である。
【図４】  図３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の参考例を示す断面図である。
【図６】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図７】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図８】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図９】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１０】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１１】  本発明による液晶表示装置の画素の他の参考例を示す平面図である。
【図１２】  図１１のXII−XII線における断面図である。
【図１３】  本発明の参考例による効果を説明する説明図である。
【図１４】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１５】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１６】  図１４および図１５に示す各画素の個所を示すために必要な説明図である。
【図１７】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１８】  本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図１９】  本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【図２０】  本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図２１】  本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図２２】  本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図２３】  Ｂ−Ｖカーブのずれの説明図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＡＳ…半導体層、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、ＧＩ…絶縁膜、ＰＳＶ…保護膜、ＯＲＩ…配向膜、ＬＣ…液晶。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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