JP2018205601A - 液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】スルーホール及びフォトスペーサの配置によりセル厚制御の安定性を保持しつつ、高精細な画素の開口率を維持することが可能な液晶表示パネルを提供する。【解決手段】フォトスペーサ４７を当接する第１の画素ＰＸＧ１と、第１の画素の開口領域ＯＰと同色の開口領域を有する第２の画素ＰＸＧ２〜ＰＸＧ４と、その他の画素であって開口領域の面積が最も広い第３の画素を有する液晶表示パネルであり、各画素におけるフォトスペーサ４７設置位置とスルーホール３との間の距離は第３の画素よりも、第１の画素と第２の画素の方が長い。【選択図】図２

Description

液晶表示パネルに関し、特に、基板に形成されたフォトスペーサによりセル厚が保持される液晶表示パネルに関するものである。

液晶表示パネルは、互いに対向して配置された一対の基板と、それらの両基板の間に設けられた液晶層とを備えている。一対の基板の一方は、液晶表示装置の画素に対応する画素電極や、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子に接続する配線が形成されており、アレイ基板またはアクティブマトリクス基板と呼ぶことがある。他方の基板は対向基板と呼ぶことがある。そして、液晶表示パネルでは、上記一対の基板の間に複数設けられたスペーサによって、上記液晶層の厚さ、すなわち、セル厚が一定に保持されている。

セル厚の面内均一性を高めるために、上記スペーサは両基板間の面内に複数形成されている。スペーサを配置する方法としては、球状のスペーサを散布する方法もあるが、近年はフォトリソグラフィにより柱状のフォトスペーサを形成して上記一対の基板の一方に配置する方法が用いられている。フォトスペーサは単にスペーサと呼ばれたり、柱状スペーサとも呼ばれたりする。

フォトスペーサを配置する位置としては、例えばアレイ基板の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）上に配置する形態が知られている。（特許文献１）フォトスペーサを表示光の透過領域に形成すると、配向不良など光学特性に悪影響を与えるうえに光透過率を下げるため、一般にフォトスペーサは表示に直接寄与する領域には設けないが、ＴＦＴ上やＴＦＴ近傍はそのような影響が少ないためである。しかしながら、近年のＬＣＤ高精細化に伴い、画素サイズやＴＦＴが小さくなり、フォトスペーサを配置するのに十分な領域を確保することが難しくなっている。

フォトスペーサを形成する領域としては上述の通り、透過率に影響しない遮光領域のような領域が選定されるが、ＴＦＴ以外にはスルーホール形成領域の近傍も挙げられる。一般にスルーホール（コンタクトホールとも呼ぶ）は金属膜等の接続に用いられるため光が透過しないことが多いからである。またスルーホールを透明導電膜同士の接続に用いた場合でも、凹状の形状に沿って液晶分子を配向させることは困難であるため、一般にスルーホール形成領域は近傍も含めてブラックマトリクス等を用いて遮光することが多い。しかし、近年の高精細化によりスルーホール近傍の遮光領域もＴＦＴ近傍と同様に狭くすることが求められている。そのため、スルーホールとフォトスペーサ間の平面視での間隔距離も狭くせざるをえないことになる。

そのため、アクティブマトリクス基板上のスルーホールの近傍部と対応するフォトスペーサを対向基板側に形成して、アクティブマトリクス基板及び対向基板を貼り合わせる際、精度のずれなどの要因によって、スルーホールにフォトスペーサが入り込み抜けだせなくなる不具合が生じうる。そして、この不具合により、アクティブマトリクス基板と対向基板との重ね合わせがずれてしまう。

重ね合わせがずれてしまうとフォトスペーサの頭部がスルーホールの内部に落ち込んだ領域では、セル厚が一定に保持されなくなるので、フォトスペーサによる安定したセル厚制御が困難になってしまい、高温環境で表示させた場合に表示ムラが発生してしまう。また、重ねずれにより、隣接する画素の色が互いに混じり表示上での混色を引き起こしてしまう。

このような問題を解決する技術として、スルーホールとフォトスペーサのずれる方向を各画素で異なる向きに設定することにより、一部のフォトスペーサの頭部がスルーホール内部に落ち込んでも、他のフォトスペーサが落ち込むことが無く、さらに開口率の低下を抑制できてセル厚の制御にも寄与できる技術が知られている。（特許文献２）

しかし、スルーホールに落ち込んだフォトスペーサはセルギャップの制御に寄与しないため、上記技術を採用した場合には、どれくらいのフォトスペーサがセルギャップの制御に寄与するかは偶然に依存することとなる。一般にフォトスペーサの総面積や分布は、公知の低温発泡という不具合を抑制するために細かく設定する必要がある。（特許文献３）しかし、上記のような偶然の要素も考慮するとフォトスペーサを形成するうえでの設計マージンが狭くなってしまう。そのため一部のフォトスペーサが落ち込みうることを前提とした形態は採用しがたい。

さらに、このような不具合を解決するために、スルーホールから離れた箇所にも別途フォトスペーサを設けることによりセル厚の制御を可能とする技術が知られている。（特許文献４）しかし、この技術にも上述と同じ問題がある。

そこで、アクティブマトリクス基板に形成されたスルーホールと、対向基板に形成されたフォトスペーサとを平面視で離間して配置させることにより、スルーホールの内部に、対向基板のフォトスペーサの頭部が落ち込まないようにすることが考えられる。

しかしながら、フォトスペーサ又はスルーホールを平面視で透過領域に突出させると、その透過領域に突出した部分が画像表示に有効でなくなるので、画素の開口率が低下してしまう。例えば、フォトスペーサの少なくとも一部が透過領域に突出して形成された場合には、フォトスペーサの近傍で液晶層の配向が乱れ易いので、その領域を遮蔽する必要が生じるが、これにより画素の開口率が低下してしまう。

また、スルーホールの少なくとも一部が透過領域に突出して形成された場合にも、スルーホールの近傍で液晶層の配向が乱れ易くなるため、上記と同様の理由により、画素の開口率が低下してしまう。また、フォトスペーサ及びスルーホールの近傍の液晶層の配向が乱れた領域では、光漏れが発生して、コントラストの低下も懸念される。

さらに、従来の技術においてはアクティブマトリクス基板の要素しか考慮しておらず、カラーフィルタ等のパネル設計も加味した総合的な最適化によりさらに向上できる可能性を活かしきれていない。

特開平８−２０５６１６号公報（図８） 国際公開ＷＯ２００９／１２８１２３号公報 特開２００３−２８７７５９号公報 特開２００５−３４５８１９号公報

このように、従来の液晶表示パネルにおいてスルーホール及びフォトスペーサを近接するように配置する場合、セル厚制御の安定性を保持しつつ、高精細な画素の開口率を維持することが困難であった。

本発明にかかる液晶表示パネルは、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層と、を備える液晶表示パネルであって、上記アクティブマトリクス基板は、第１の透明基板と、上記第１の透明基板上に形成されたゲート配線と、上記ゲート配線と交差するソース配線と、上記ゲート配線と上記ソース配線とで区切られる画素内に形成されるスイッチング素子と、上記スイッチング素子と絶縁膜を介して形成されて、当該絶縁膜に開口するスルーホールを介して上記スイッチング素子と接続する画素電極と、を備えており、上記対向基板は、第２の透明基板と、上記第２の透明基板上に形成されて上記アクティブマトリクス基板と当接するスペーサと、を備えており、上記画素は第１画素、第２画素、第３画素を有し、その各々の画素が光を透過しない遮光領域と、複数種類の色のうち１色に対応する光を透過する開口領域と、を有しており、上記第１画素においては上記遮光領域において上記スペーサと当接し、上記第２画素においては、上記スペーサと当接することなく、上記第１画素の上記開口領域の色と同じ色に対応する開口領域を有し、上記第３画素は上記第１画素とも上記第２画素とも異なる画素であって、上記第１画素と上記第２画素における各々の上記開口領域の面積は、上記第３画素における上記開口領域の面積よりも小さく、上記第１画素における上記スルーホールの位置は、上記第３画素の上記スルーホールの位置と異なることを特徴とする液晶表示パネルである。

本発明によって、スルーホール及びフォトスペーサの配置によりセル厚制御の安定性を保持しつつ、高精細な画素の開口率を維持することが可能な液晶表示パネルを得ることができる。

本実施の形態１にかかる液晶表示パネルの平面図である。 本実施形態１の液晶表示パネルを構成するアクティブマトリクス基板の平面図である。 図２中のＢ−Ｂ線に沿ったアクティブマトリクス基板及びそれを備えた液晶表示パネルの断面図である。 図２中のＣ−Ｃ線に沿ったアクティブマトリクス基板及びそれを備えた液晶表示パネルの断面図である。 図２中のＤ−Ｄ線に沿ったアクティブマトリクス基板及びそれを備えた液晶表示パネルの断面図である。 図２中の一部の拡大平面図である。 図２中の一部の拡大平面図である。 実施の形態２にかかる液晶表示パネルを構成するアクティブマトリクス基板の平面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。図１に、本発明に係る液晶表示パネルの平面図を示す。

液晶表示パネル１２０は、上面視でアクティブマトリクス基板２０上に対向基板３０が貼り合わされている構造である。対向基板３０はアクティブマトリクス基板２０よりも小さいため、アクティブマトリクス基板２０が露出する領域を有するが、通常その領域には後述の駆動回路等を形成する。

以降、アクティブマトリクス基板２０について説明する。アクティブマトリクス基板２０は、液晶表示パネルの表示画面と対応する表示領域５１とその周辺領域である額縁領域５２とに分かれている。表示領域５１内にはゲート配線１とソース配線４とが交差しており、両方の配線によって区切られる領域が画素に対応する。表示領域５１は画素の集合体からなるともいえる。両方の配線と接続するスイッチング素子である薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)５が各画素内に設けられ、各ＴＦＴ５は各画素内の画素電極６と各々接続する。

額縁領域５２にはゲート配線１またはソース配線４とつながる引き出し配線５３が延びており、各々ゲート駆動回路５４、ソース駆動回路５５と接続される。通常、両方の駆動回路と対向基板３０とは図に示すように重ならない。

対向電極（コモン電極、共通電極）が表示領域５１の全面に形成され、外部端子５６より共通電位に維持されている。後述するが、各画素にわたって同一の共通電位と各画素の画素電極に印加される信号電圧との差が液晶層（図示せず）に印加されることにより液晶分子が駆動されて画素ごとに表示がなされる。

次に、図２〜図５を用いて、本発明に係る液晶表示パネルの実施形態を説明する。図２は、本実施形態１に係る液晶表示パネルを構成するアクティブマトリクス基板の表示領域内における平面図である。図３〜５は、液晶表示パネルの断面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線に沿った箇所における断面図であり、アクティブマトリクス基板を有する液晶表示パネルの断面図である。図４は、図２中のＢ−Ｂ線に沿った箇所における断面図であり、アクティブマトリクス基板を有する液晶表示パネルの断面図である。図５は、図２中のＣ−Ｃ線に沿った箇所における断面図であり、アクティブマトリクス基板を有する液晶表示パネルの断面図である。

液晶表示パネル１２０は、図３〜５に示すように、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０及び対向基板３０と、両方の基板の間に設けられた液晶層４０と、両方の基板を互いに接着すると共に両方の基板の間に液晶層４０を封入するためのシール材（不図示）とを備えている。

対向基板３０には、可視光を遮光するためのブラックマトリクス４１と、所望の色（例えば、赤・緑・青等）の光に変換するフィルターである着色層４２と、フォトスペーサ４７とが形成されている。ブラックマトリクス４１が形成されていない領域は光が透過するため、開口領域ＯＰと呼ぶことがある。一方、ブラックマトリクス４１が形成される領域は遮光領域と呼ばれることもある。フォトスペーサ４７（スペーサ、あるいは柱スペーサとも呼びうる）は遮光領域内に形成されて、アクティブマトリクス基板２０の方に突出し、かつアクティブマトリクス基板２０に当接している。そして、このような構造によりアクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間の液晶層４０の厚さであるセル厚が保持される。

以降、図２〜図５を用いて、まずアクティブマトリクス基板２０の基本的な構造について説明し、その後、本発明の効果に関係する液晶表示パネルの構造について詳細に説明する。ガラス基板や樹脂基板などの第１の透明基板１０ａ上には第１の方向に沿って延在するゲート線１が形成される。ゲート配線１は厚さ１００〜５００ｎｍ程度のＡｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ等の金属膜からパターニング形成されている。ゲート配線１を覆うように酸化珪素や窒化珪素等の等の絶縁膜からなるゲート絶縁膜１３ａが設けられる。

ゲート絶縁膜１３ａ上であって、ゲート線１と少なくとも一部が重なるようにして、珪素やＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の酸化物半導体材料からなる半導体層２が１００〜３００ｎｍ程度の膜厚で形成されている。ゲート絶縁膜１３ａの上層には、ゲート配線１と交わって第２方向に延在するソース配線４が形成される。複数のゲート配線１と複数のソース配線４とが交わって区切られる領域が画素に相当する。

図２においては１２個の画素が図示されているが１２個に限定されない。画素は各色と対応しており、図２において画素ＰＸＲ１、ＰＸＲ２、ＰＸＲ３、ＰＸＲ４の４個の画素は、赤（Ｒ）と対応する画素であることを示している。画素ＰＸＧ１、ＰＸＧ２、ＰＸＧ３、ＰＸＧ４の４個の画素は、緑（Ｇ）と対応する画素であることを示している。画素ＰＸＢ１、ＰＸＢ２、ＰＸＢ３、ＰＸＢ４の４個の画素は、青（Ｂ）と対応する画素であることを示している。例えば、画素ＰＸＧ１、ＰＸＧ２、ＰＸＧ３、ＰＸＧ４に対向する着色層４２において透過する光の色は緑色である。その他の画素についても、対応する色の光を透過する着色層と各々対向する。後でも説明するが、本実施の形態においては、画素ＰＸＧ１を第１の画素、画素ＰＸＧ２〜ＰＸＧ４を第２の画素、その他の画素を第３の画素と呼ぶことがある。

ソース配線４は半導体層２上にも延在する領域を有する。半導体層２上でソース配線４と対向するようにドレイン接続電極１４が形成されており、ソース配線４とドレイン接続電極１４とが対向する領域はチャネル領域とも呼ばれる。なお、画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４のみに、ドレイン接続電極１４にはドレイン接続電極延材部１４ａが形成されているが、これについては後で詳しく説明する。

ソース線４とドレイン接続電極１４は厚さ１００〜５００ｎｍ程度のＡｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ等の金属膜や合金膜の単層または積層構造からパターニング形成される。図示しないが、半導体層２が珪素からなる場合には、半導体層２とドレイン接続電極１４との間に挟まれるようにして、珪素にリン等の不純物を添加したオーミック層を形成してもよく、その場合にはドレイン接続電極１４とソース線４とが対向する領域であるチャネル領域上のオーミック層は除去する必要がある。以上の要素から、スイッチング素子である薄膜トランジスタ５が構成される。

薄膜トランジスタの要素であるソース配線４とドレイン接続電極１４を覆うようにして、第１の層間絶縁膜１３ｂと第１の層間絶縁膜上に設けられた有機樹脂膜２２が形成されている。第１の層間絶縁膜１３ｂとしては酸化珪素や窒化珪素等の無機絶縁膜を用いてもよく、有機樹脂膜２２としてはアクリルやポリイミドを膜厚１〜３μｍで塗布した後に焼成した膜を用いてもよい。なお、有機絶縁膜２２を形成せずに第１の層間絶縁膜１３ｂのみ形成してもよい。

有機樹脂膜２２上には画素電極６が画素ごとにマトリクス状に配置するように設けられている。図２において各画素電極６は、画素形状を反映した矩形状のパターンが一部スルーホール３を含むように突出したような形状として図示されている。各画素電極６は、膜厚５０〜１５０ｎｍ程度の透明導電膜からなり、ドレイン接続電極１４と上面視で少なくとも一部が重なるように形成されている。透明導電膜の材料としては、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）やＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）を用いても良い。そして、有機樹脂膜２２と層間絶縁膜１３ｂとに開口するスルーホール３を介して、画素電極６とドレイン接続電極１４とは電気的に接続する。スルーホール３は上面視でゲート線１の幅が最も細く加工されているくびれた個所の内側に形成されている。

また、スルーホール３の近傍と対応するようにフォトスペーサ４７が対向基板３０上に形成されている。そして、図２においてフォトスペーサ４７を設けている画素は第１の画素である画素ＰＸＧ１のみであり、その他の画素にはフォトスペーサを形成していない。フォトスペーサを実際には配置しないが、フォトスペーサを配置した第１の画素との対比の説明のために仮想的に図示するフォトスペーサ対応位置４７ａについても点線で図示しているが、これについても後述する。

画素電極６と有機樹脂膜２２とを覆うようにして第２の層間絶縁膜１３ｃが形成されている。第２の層間絶縁膜１３ｃとしては酸化珪素や窒化珪素等の無機絶縁膜を用いてもよい。

第２の層間絶縁膜１３ｃ上には、上面視で各画素電極６と重なるようにしてコモン電極８が形成されている。コモン電極８は、膜厚５０〜１５０ｎｍ程度の透明導電膜からなり、透明導電膜の材料としては、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）やＩＺＯ（Indium-Zinc-Oxide）を用いても良い。そして、コモン電極８は前述の通り、表示領域５１内のほぼ全面に形成されているが、各画素においてはスリット８ａが形成されている。

スリット８ａとはコモン電極８が形成されていない領域であり、スリット８ａにおいては下地である第２の層間絶縁膜１３ｃが露出していることになる。図２においては、スリット８ａ以外の領域にはコモン電極８が全面にわたって広がっている形態を図示している。

さらに、コモン電極８を覆うように、液晶分子を配向させるための配向膜（図示せず）が形成されている。なお、配向膜は対向基板３０で液晶層と接する側にも形成されている。

図２に図示したアレイ構造はＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の一形態であるが、ＦＦＳ方式においてはスリット８ａのエッヂ部において各画素電極６とコモン電極８との間に生じるフリンジ電界により液晶層４０の液晶分子を駆動させて各画素の表示を行うものである。したがって、各画素においては、画素電極６とコモン電極８との重畳する領域において透過する可視光が表示に寄与することになるが、各画素間の混色を抑制するため各画素電極６間に相当する領域にはブラックマトリクス４１が形成される。

図２において、点線の矩形状で囲まれた領域が表示に寄与する領域である。それ以外の領域は対向基板３０上のブラックマトリクス４１と対向する領域であるため、表示には寄与しないことになる。一方、対向基板３０において、図２で点線の矩形状で囲まれた領域と対向する領域にはブラックマトリクス４１が形成されておらず、Ｒ（赤）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の色からいずれかの色の光を透過する着色層４２が形成されている。この領域のことをブラックマトリクス４１が形成される領域と対比して、開口領域ＯＰと呼ぶことがある。

図２において画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４の開口領域が、その他の画素の開口領域よりも面積が小さく図示されているが、これについても後で説明する。

図６は、図２における第１の画素ＰＸＧ１の一部を拡大した平面図である。図７は画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４以外の第３の画素の一部を拡大した平面図である。また、前述の通り、図６においては、フォトスペーサ４７を配置した形態を図示しているが、図７においてはフォトスペーサ対応位置４７ａとして仮想的に図示している。

さらに、図２では画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４の中でも第１の画素ＰＸＧ１のみにフォトスペーサ４７を配置した形態を図示しているが、表示領域内のフォトスペーサの形成密度は通常０．０１〜０．０３％程度であり、面積にもよるが概ね２０〜５０画素に対して１画素の割合であることが多く、本実施の形態においても第２の画素ＰＸＧ２〜ＰＸＧ４にはフォトスペーサ４７を配置しない形態として図示している。以降、図を用いて本実施の形態にかかる液晶表示パネルについて説明する。

図６に示す画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４におけるドレイン接続電極１４は、ドレイン接続電極延在部１４ａを有している。一方、図７に示す画素ＰＸＲ１〜ＰＸＲ４においてはドレイン接続電極１４ａが形成されていない。すなわち、画素ＰＸＧ１〜ＰＧＧ４のドレイン接続電極１４の方が、他の画素のドレイン接続電極１４よりも長い。そのため、画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４において薄膜トランジスタの近傍に配置されるフォトスペーサ４７とスルーホール３との距離ｄＧは、その他の画素におけるフォトスペーサ対応位置４７ａとスルーホール３との距離ｄＲよりも長くすることができる。

従って、画素ＰＸＲ１〜ＰＸＲ４におけるフォトスペーサ形成位置４７ａにフォトスペーサ４７を配置したと仮定した場合に比べて、画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４の形態の方が、フォトスペーサ４７の先端部がスルーホール３内に落ち込む可能性を低くすることができる。

以上、スルーホール３とフォトスペーサ４７との相対位置関係について説明を行った。次に、開口領域とフォトスペーサ４７との位置関係について説明を行う。フォトスペーサ４７を形成した場合、フォトスペーサ４７とその周囲は表示に寄与しないため、ブラックマトリクス４１を形成することにより遮光を行う必要がある。本実施の形態では、フォトスペーサを配置する画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４の開口領域の面積を他の画素よりも小さくしてブラックマトリクス４１の面積を大きくすることにより、フォトスペーサ４７の近傍を十分遮光することができる。

さらに、本実施の形態では液晶表示パネルの画素ＰＸＲ１、ＰＸＧ１、ＰＸＢ１における色バランスも考慮している。例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の画素により白色を表示するためには色バランスの設計が必要となるが、そのバランスをとるためにある色の画素の開口領域の面積を変える必要が生じることがある。本実施の形態においては、緑（Ｇ）画素の開口領域の面積を減らすことにより色バランスをとることができる形態を考慮して説明をしてきたが、例えばもし色バランスをとるために青（Ｂ）画素の開口領域の面積を縮小する必要があれば、画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４のみにフォトスペーサを設ける形態としてもよい。

従って、本実施の形態１は、カラーフィルタの色バランスをとるために開口領域の面積を減らす必要がある画素において、ブラックマトリクスの面積を増大したうえでフォトスペースを設け、さらにドレイン接続電極に延在部を設けることにより、フォトスペーサとスルーホールとの間の距離を他の画素よりも長くすることを特徴としているともいえる。

図２において、フォトスペーサを形成していない画素ＰＸＧ２〜ＰＸＧ４における開口領域の面積も画素ＰＸＧ１と同様に、その他の画素よりも開口領域の面積が小さいのはこのような理由からである。

いずれにせよ、本実施の形態１により、カラーフィルタの色バランスを達成し、フォトスペーサによる表示不良を抑制しつつ、スルーホールへのフォトスペーサの落ち込みを抑制できるという効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態１では特定の画素のみドレイン接続電極の形状を変えてフォトスペーサとスルーホールとの距離を変えることにより、フォトスペーサのスルーホールへの落ち込みを抑制した。本実施の形態２においては、実施の形態１で用いたフォトスペーサに加えて、当該フォトスペーサよりも低いスペーサをも用いることを特徴とする。以下、図を用いて説明する。

図８は図２と同様に、アクティブマトリクス基板の平面図を示したものである。実施の形態１と異なる点としては、画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４において第２フォトスペーサ４８を設けている点と、画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４における開口領域ＯＰの面積が画素ＰＸＧ１〜ＰＸＧ４の開口領域ＯＰよりも大きく、かつ、画素ＰＸＲ１〜ＰＸＲ４の開口領域ＯＰよりも小さく形成されている点である。

ここで、画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４に設けられている第２フォトスペーサ４８とは、画素ＰＸＧ１に設けられている第１フォトスペーサ４７よりも高さが低いものである。また、通常の状態において第２フォトスペーサ４８はアクティブマトリクス基板に当接していないものである。このように高さの異なるフォトスペーサを混在させることにより、各フォトスペーサの弾性特性の差異が、液晶表示パネルへの押圧等の物理的衝撃や低温の温度的衝撃を吸収し、衝撃に起因する液晶中の気泡の発生を抑制する効果を奏する。

また、図８においては画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４の開口領域の面積について、前述した色バランスの観点で緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の順で開口領域の面積を広くする必要がある場合を想定してみたものである。このように、色バランスの観点で適宜、開口領域の面積を色ごとに変えても良い。そして最も開口領域の面積を減らすべき画素のみにフォトスペーサを設ければよい。

図８では第２フォトスペーサの追加と、画素ＰＸＢ１〜ＰＸＢ４の開口領域の面積の縮小との両方の形態を併せて図示しているが、もちろんいずれか一方のみ適用してもよい。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示パネル１２０によれば、フォトスペーサ４７がスルーホール３と離れるように配置された画素を備えているので、アクティブマトリクス基板１２０及び対向基板３０を貼り合わせる際にフォトスペーサ４７がスルーホール３の内部に落ち込むことがないので、セルギャップが確実に保持される。両方の基板を貼り合わせる工程においても貼り合わせずれなどを考慮した高い精度の位置調整を不要とすることができる。したがって、フォトスペーサによるセル厚制御の安定性を保持して、画素の開口率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の液晶表示パネル１２０によれば、フォトスペーサ４７の位置はゲート線１上から移動させることなく、対向基板３０のブラックマトリクス４１が遮光する領域に応じてスルーホール３の位置を調整することができることから、高度な貼り合わせの調整を必要する湾曲型の液晶表示パネルにも有効である。さらに、表示画面が湾曲した表示装置にも適用することが可能である。また、高精細化された液晶表示パネルにおいても画素の開口率の低下を抑制することができる。

以上説明したように、本発明により、白色度を調整するために対向基板の透過面積を調整した液晶表示パネルにおいて、フォトスペーサによるセル厚制御の安定性を保持しつつ、画素の開口率の低下を抑制することができる。

なお、本発明の実施の形態においては、ＦＦＳ型のアクティブマトリクス基板を例にとって説明を行ったが、この形態には限定されない。例えば、画素電極として透明な画素電極と光を反射する画素電極とを併せ持つ半透過型などにおいて、樹脂膜に開口するスルーホールや開口部を設けることにより、同様の課題が生じうる場合にも本発明の手段を適用することは可能である。

さらに、スルーホールの接続対象は画素電極に限定されない。例えば、コモン電極に共通電位を供給する配線を別途形成する場合に、当該配線とコモン電極とを接続するために絶縁膜にスルーホールを開口することがあるが、そのような形態においても本発明の形態を適用することができる。

また、本発明の実施の形態においては、着色層として赤、緑、青の３色にて構成する形態について取り上げたが、その他の色として、黄色や白色等を加えても良い。着色層の色の種類として２色以上あればよい。

また、ブラックマトリクスや着色層を対向基板上に形成した形態について説明したが、これらがアクティブマトリクス基板上に形成されたものであってもよい。例えば、図３〜５において、層間絶縁膜３１ｂ、３１ｃ、樹脂膜２２の少なくとも一つによって着色層４２やブラックマトリクス４１を構成してもよい。

実施の形態１〜２で説明した液晶表示パネルは、その両面に偏光板を貼り、駆動回路を実装し、ＬＥＤ等の光源や反射シートを有するバックライトと組み合せることにより液晶表示モジュールが構成され、さらに筐体内に組み込まれ、接続されることにより液晶表示装置が構成される。

１ ゲート配線、２ 半導体層、３、３ａ スルーホール、４ ソース配線、
５ 薄膜トランジスタ、６ 画素電極、８ コモン電極、８ａ スリット、
１０ａ 第１の透明基板、１０ｂ 第２の透明基板、
１３ａ ゲート絶縁膜、１３ｂ、１３ｃ 層間絶縁膜、
１４ ドレイン接続電極、１４ａ ドレイン接続電極延在部、
２０ アクティブマトリクス基板、２２ 有機樹脂膜、３０ 対向基板、
４０ 液晶層、４１ ブラックマトリクス、４２ 着色層、
４７ フォトスペーサ、４７ａ フォトスペーサ対応位置、４８ フォトスペーサ、
５１ 表示領域、５２ 額縁領域、５３ 引き出し配線、
５４ ゲート駆動回路、５５ ソース駆動回路、５６ 外部端子、
１２０ 液晶表示パネル、
ＰＸＲ１、ＰＸＲ２、ＰＸＲ３、ＰＸＲ４ 赤画素、
ＰＸＧ１、ＰＸＧ２、ＰＸＧ３、ＰＸＧ４ 緑画素、
ＰＸＢ１、ＰＸＢ２、ＰＸＢ３、ＰＸＢ４ 青画素、
ＯＰ 開口領域

Claims (7)

1. アクティブマトリクス基板と、
   上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、
   上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層と、を備える液晶表示パネルであって、
   上記アクティブマトリクス基板は、
   第１の透明基板と、上記第１の透明基板上に形成されたゲート配線と、
   上記ゲート配線と交差するソース配線と、
   上記ゲート配線と上記ソース配線とで区切られる画素内に形成されるスイッチング素子と、
   上記スイッチング素子と絶縁膜を介して形成されて、当該絶縁膜に開口するスルーホールを介して上記スイッチング素子と接続する画素電極と、を備えており、
   上記対向基板は、第２の透明基板と、上記第２の透明基板上に形成されて上記アクティブマトリクス基板と当接するスペーサと、を備えており、
   上記画素は第１画素、第２画素、第３画素を有し、その各々の画素が光を透過しない遮光領域と、
   複数種類の色のうち１色に対応する光を透過する開口領域と、を有しており、
   上記第１画素においては上記遮光領域において上記スペーサと当接し、
   上記第２画素においては、上記スペーサと当接することなく、上記第１画素の上記開口領域の色と同じ色に対応する開口領域を有し、
   上記第３画素は上記第１画素とも上記第２画素とも異なる画素であって、
   上記第１画素と上記第２画素における各々の上記開口領域の面積は、上記第３画素における上記開口領域の面積よりも小さく、
   上記第１画素における上記スルーホールの位置は、上記第３画素の上記スルーホールの位置と異なることを特徴とする液晶表示パネル。
2. 上記第１画素と対応する色と、上記第３画素と対応する色とで白色バランスをとることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
3. 上記第１画素における上記スペーサと上記スルーホールとの間の距離は、
   上記第３画素において上記第１画素に対応して上記スペーサを配置したと仮想したスペーサ対応位置と上記スルーホールとの間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネル。
4. 上記スイッチング素子はドレイン接続電極を有し、
   上記ドレイン接続電極と上記画素電極とが上記スルーホールを介して直接接続しており、
   上記第１画素における上記ドレイン接続電極の長さは、上記第３画素における上記ドレイン接続電極の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示パネル。
5. 上記スペーサよりも高さが低い第２スペーサを上記第３の画素に形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
6. 上記絶縁膜は有機樹脂膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
7. 上記液晶表示パネルは湾曲していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示パネル。