JP2007298552A - 液晶表示装置および液晶パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置において周辺領域内の遮光膜が穴を有している場合であってもその穴からバックライト光が漏れるのを防止することである。
【解決手段】周辺領域A20内において遮光膜12上に光強度低減部材19が積層されている。部材19はカラーフィルタ13と同じ材料で構成されており、透光性の低い色、例えば青色のカラーフィルタ13Bの材料で構成されるのが好ましい。複数のカラーフィルタ13の材料を積層して部材19を構成してもよい。部材19とカラーフィルタ13とは同じレベルにアレイ基板20側の表面を有しており、当該表面とアレイ基板20とに接触して同じ高さのスペーサ33が設けられている。シール32は部材19よりも液晶パネル51Cのエッジ側でカラーフィルタ基板10に接触し枠体53に重なっている。半透過型の場合、アレイ基板中の反射層を利用して光強度低減部材を構成することも可能である。
【選択図】図6
【解決手段】周辺領域A20内において遮光膜12上に光強度低減部材19が積層されている。部材19はカラーフィルタ13と同じ材料で構成されており、透光性の低い色、例えば青色のカラーフィルタ13Bの材料で構成されるのが好ましい。複数のカラーフィルタ13の材料を積層して部材19を構成してもよい。部材19とカラーフィルタ13とは同じレベルにアレイ基板20側の表面を有しており、当該表面とアレイ基板20とに接触して同じ高さのスペーサ33が設けられている。シール32は部材19よりも液晶パネル51Cのエッジ側でカラーフィルタ基板10に接触し枠体53に重なっている。半透過型の場合、アレイ基板中の反射層を利用して光強度低減部材を構成することも可能である。
【選択図】図6
Description
本発明は、液晶表示装置および液晶パネルに係り、具体的には周辺領域内の遮光膜が穴(ピンホール)を有している場合であってもその穴からの光漏れを防止可能な液晶表示装置および液晶パネルに関する。
図10の断面図に示すように、従来の透過型液晶表示装置150は、液晶パネル151と、液晶パネル151のアレイ基板120側に配置されたバックライト152と、液晶パネル151およびバックライト152を囲む枠体153とを含んで構成されている。液晶パネル151の液晶131は、対向配置されたアレイ基板120とカラーフィルタ基板110との間に封入されている。
カラーフィルタ基板110はガラス基板111上に遮光膜112を有している。遮光膜112は表示領域A110内においては格子状に形成されており、当該格子状の各開口部にはそれぞれ赤色、緑色又は青色のいずれかの色のカラーフィルタ113が設けられている。なお、格子状の遮光膜はブラックマトリクス(BM)と呼ばれる。
遮光膜112は、周辺領域(いわゆる額縁領域)A120に延在しており、ガラス基板111のエッジまで、又は、図10に示すように枠体153にかかる程度まで、延在している。周辺領域A120にも遮光膜112が設けられているのは、バックライト152からのバックライト光LLが周辺領域A120から漏れるのを防止するためである。
なお、アレイ基板120の周辺領域A120には各種配線等が金属材料で形成されており、当該配線等が在る部分ではバックライト光LLは遮光されるが、配線間の隙間からはバックライト光LLがカラーフィルタ基板110側へ漏れてしまう。
なお、特許文献1には液晶封入口部におけるバックライト光の光漏れを防止する技術が紹介されている。
上記のように遮光膜は光漏れ防止のために周辺領域内にも設けられるが、例えばガラス基板上のごみによって成膜時に遮光膜に小さな穴が開き、その穴から光漏れが生じるという問題がある。穴が開く他の原因としては、遮光膜をパターンエッチする際のレジストにごみが存在し、その箇所からエッチング液が進入して、遮光膜をエッチングしてしまう等が考えられる。
本発明の目的は、周辺領域内の遮光膜が穴を有している場合であってもその穴からの光漏れを防止しうる液晶表示装置および液晶パネルを提供することである。
本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向しシールによって互いに固定され前記シールとともに液晶を封入する第1基板と第2基板とを含んで構成された液晶パネルと、前記液晶パネルに対向して前記第2基板の側に配置されたバックライトと、を備え、前記液晶パネルが前記バックライトからのバックライト光を利用した透過表示モードによる表示が可能に構成された液晶表示装置であって、前記第1基板は、第1下地基板と、前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された遮光膜と、を有し、前記液晶パネルは、前記バックライト光の強度を低減する光強度低減部材をさらに含んで構成され、前記遮光膜は前記表示が行われる表示領域の周辺の周辺領域内に配置されており、前記光強度低減部材は前記第1基板の前記遮光膜と前記第2基板との間に配置され平面視において前記周辺領域内で前記遮光膜に重なっていることを特徴とする。
また、前記第1基板は、前記表示領域内で前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された複数のカラーフィルタをさらに有し、前記光強度低減部材は、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも1つのカラーフィルタと同じ材料で構成され前記遮光膜に重ねて前記第1基板上に配置されていることが好ましい。
また、前記複数のカラーフィルタは、複数の色のカラーフィルタで構成され、前記光強度低減部材は、前記複数の色のカラーフィルタのうちで透光性の最も低いカラーフィルタと同じ材料で構成されていることが好ましい。
また、前記透光性の最も低いカラーフィルタは、青色のカラーフィルタであることが好ましい。
また、前記光強度低減部材は、前記複数の色のカラーフィルタのうちの2色以上のカラーフィルタの材料が積層されて構成されていることが好ましい。
また、前記液晶パネルは、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも一部のカラーフィルタと前記第2基板との間に配置されており前記少なくとも一部のカラーフィルタの前記第2基板側の表面と前記第2基板とに接触している第1スペーサと、前記光強度低減部材と前記第2基板との間に配置された第2スペーサと、をさらに含んで構成され、前記光強度低減部材は、前記第1基板と前記第2基板との基板積層方向において前記少なくとも一部のカラーフィルタの前記表面と同じレベルに前記第2基板側の表面を有し、前記第2スペーサは、前記基板積層方向に沿って前記第1スペーサと同じ寸法を有し前記光強度低減部材の前記表面と前記第2基板とに接触していることが好ましい。
また、前記シールは、少なくとも一部において前記光強度低減部材を介さずに前記第1基板に接触していることが好ましい。
また、前記シールは、前記光強度低減部材よりも前記液晶パネルのエッジ側で前記第1基板に接触しており、前記液晶表示装置は、開口部において前記表示領域が露出するとともに前記平面視において前記シールと前記光強度低減部材の外周端部とに重なる枠体をさらに備えることが好ましい。
また、前記液晶パネルは、前記第1基板の側から前記液晶パネルへ入射する光を利用した反射表示モードによる表示も可能に構成された半透過型液晶パネルであり、前記第2基板は、第2下地基板と、前記第2下地基板よりも前記第1基板の側に配置されており、前記第1基板の側から入射する前記光を前記反射表示モードによる前記表示のために前記第1基板の側へ反射する、反射層と、を有し、前記光強度低減部材は、前記反射層と同じ材料で構成され前記第2基板上に設けられていることが好ましい。
また、前記光強度低減部材は、前記反射層と同層に設けられていることが好ましい。
また、本発明に係る液晶パネルは、互いに対向しシールによって互いに固定され前記シールとともに液晶を封入する第1基板と第2基板とを備え前記第2基板の側から入射する光を利用した透過表示モードによる表示が可能に構成された液晶パネルであって、前記第1基板は、第1下地基板と、前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された遮光膜と、を含んで構成され、前記液晶パネルは、前記第2基板の側から入射する前記光の強度を低減する光強度低減部材をさらに備え、前記遮光膜は前記表示が行われる表示領域の周辺の周辺領域内に配置されており、前記光強度低減部材は前記第1基板の前記遮光膜と前記第2基板との間に配置され平面視において前記周辺領域内で前記遮光膜に重なっていることを特徴とする。
上記構成により、周辺領域内の遮光膜が穴を有している場合であってもその穴からの光漏れを防止することができる。
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。
図1に本発明に係る実施形態1の液晶表示装置50を説明する平面図および断面図を示し、図2に液晶表示装置50の表示領域A10内の断面図を示し、図3および図4に液晶表示装置50の周辺領域A20内の断面図および平面図を示す。なお、図4中の3−3線における断面図が図3に相当する。
図1〜図4に示すように、液晶表示装置50は、液晶パネル51と、バックライト52と、枠体53と、を含んで構成された透過型の液晶表示装置である。すなわち、液晶パネル51は、バックライト52からのバックライト光Lの強度を画素Pごとに調光して表示光を生成する透過表示モードによって表示を行う構造を有している。
液晶パネル51は、第1基板としてのカラーフィルタ基板10と第2基板としてのアレイ基板20とを液晶31を介して対向させた構成を有しており、複数の画素Pが配置されこれらの画素Pによって表示を行う表示領域A10と、表示領域A10の周辺の領域である周辺領域A20とに大別される。なお、周辺領域は額縁領域とも呼ばれる。画素はサブピクセル、ドット等とも呼ばれる。
ここで、表示領域A10とは、液晶パネル51の前面(すなわち表示側の主面)11S2における2次元領域のみならず、この2次元領域を基板10,20の積層方向(または重なり方向)Zに投影して規定される液晶パネル51等の3次元領域をもいうものとする。同様に、周辺領域A20も、前面11S2における2次元領域のみならず、この2次元領域を基板積層方向Zに投影して規定される液晶パネル51等の3次元領域をもいうものとする。
液晶パネル51については後に詳述する。
バックライト52は、液晶パネル51において前面11S2とは表裏の関係にある背面21S2に対向して配置されている。バックライト52は、不図示の光源を含んで構成され、液晶パネル51の背面21S2に対して全面的にバックライト光Lを照射可能に設けられている。なお、バックライトは、バックライトモジュール、バックライトユニット、バックライト装置等とも呼ばれる。
枠体53は、液晶パネル51およびバックライト52を囲む遮光性の部材であり、例えば金属板を加工して構成される。枠体53のうちで液晶パネル51の前面11S2に対向する部分は開口部53aを有する枠形状をしており、開口部53a内に前面11S2の表示領域A10を露出させつつ周辺領域A20に重ねて配置されている。
ここで、前面11S2の平面視(図4参照)において、周辺領域A20のうちで枠体53が重なる領域を枠体重なり領域A21と呼ぶことにする。なお、枠体重なり領域A21も、領域A10,A20と同様に、2次元領域および3次元領域として把握するものとする。
次に液晶パネル51についてさらに説明する。図2および図3に示すように、液晶パネル51は、アレイ基板20と、アレイ基板20に対向して配置されたカラーフィルタ基板10と、基板10,20間に封入された液晶31と、両基板10,20とともに液晶31を封入するシール32と、光強度低減部材19とを含んで構成されている。
アレイ基板20は、液晶31の配向状態を制御するための電極や当該電極の電位を制御するためのスイッチング素子等(いずれも不図示)が、下地基板21の一方の、すなわちカラーフィルタ基板10側の主面21S1上に形成された構成を有する。アレイ基板20の下地基板21は上記主面21S1に対して裏面にあたる他方の主面21S2を有しており、この主面21S2は液晶パネル51の背面21S2にあたる。ここでは、下地基板21はガラス基板21とする。なお、アレイ基板は、素子基板等とも呼ばれ、上記スイッチング素子がTFT(Thin Film Transistor)の場合にはTFT基板とも呼ばれる。
カラーフィルタ基板10は、下地基板11と、遮光膜12と、カラーフィルタ13とを含んで構成されている。下地基板11は、ここではガラス基板11とする。なお、カラーフィルタ基板は対向基板とも呼ばれる。
遮光膜12は、例えばクロム(Cr)膜を含んで構成され、ガラス基板11の一方の、すなわちアレイ基板20側の主面11S1上に配置されている。クロム膜等の反射率の高い材料を用いる場合、当該クロム膜等とガラス基板11との間に酸化クロム膜等の低反射膜を設けた積層膜で遮光膜12を構成してもよい。遮光膜12の厚さは例えば500オングストロームである。
遮光膜12は、表示領域A10内だけでなく、周辺領域A20内にも延在している。具体的には、表示領域A10内では、遮光膜12は図4に示すように各画素Pに対応した各開口部を有するパターンに形成されており、図4には当該開口部がマトリクス状に設けられた場合を例示している。これに対して、周辺領域A20内では遮光膜12は、表示領域A10と周辺領域A20との境界から枠体重なり領域A21に重なる位置まで全面的に延在している。図3および図4では領域A10,A20の上記境界から枠体重なり領域A21に至り、さらにガラス基板11のエッジ近傍、換言すれば周辺領域A20のエッジ近傍まで延在している。遮光膜12は、例えば、スパッタ法でガラス基板11の主面11S1上に全面的に形成し、フォトリソグラフィ技術によってパターニングすることによって形成可能である。
カラーフィルタ13は、表示領域A10内に配置され、ガラス基板11の主面11S1上に配置されている。カラーフィルタ13の厚さは例えば1.5μmである。ここでは、カラーフィルタ13として、青色、緑色および赤色を表示するためのカラーフィルタ13B,13G,13Rを例示するが、その他の表示色用のカラーフィルタ13を用いてもよいし、表示色の数は3色に限られない。図4には画素Pがマトリクス状に配置された場合を例示しているが、各画素Pにそれぞれカラーフィルタ13を設けてもよいし、例えば図4において縦に並んだ画素Pが同じ表示色であるとき、これら1列に並んだ複数の画素Pに対して共通に1つの短冊状のカラーフィルタ13B,13Gまたは13Rを設けてもよい。すなわち、各画素Pの表示光をそれぞれ所定の色に着色可能な限り、カラーフィルタ13の配置形態は問わない。
カラーフィルタ13は、例えば遮光膜12の形成後に感光性樹脂をスピンコート法によって全面的に塗布しフォトリソグラフィ技術でパターニングすることによって、形成可能である。また、例えば所定厚さの感光性フィルムを、転写し、フォトリソグラフィ技術でパターニングすることによって、カラーフィルタ13を形成することも可能である。その他の各種形成方法によってもカラーフィルタ13は形成可能である。なお、各色のカラーフィルタ13B,13G,13Rの形成順序は問わない。また、画素Pの形状は遮光膜12の開口部によって規定されるので、カラーフィルタ13の一部が遮光膜12上に形成されていてもかまわない。
光強度低減部材19は光強度低減作用を奏する部材である。ここで、光強度低減作用とは、当該部材へ入射した光の強度を弱める作用をいい、当該入射光を弱めて透過させる作用と遮光する作用との両方を含むものとする。
光強度低減部材19は、カラーフィルタ13と同じ材料で構成されている。この場合、上記3色のカラーフィルタ13B,13G,13Rのいずれの材料によっても光強度低減部材19を構成することは可能であるが、これらのうちで透光性の最も低い、すなわち光強度低減作用の最も高い青色用のカラーフィルタ13Bの材料によって光強度低減部材19を構成するのが好ましい。なお、上記3色のカラーフィルタ13B,13G,13Rのうちで、青色のカラーフィルタ13Bの次に光強度低減作用が高いのは赤色のカラーフィルタ13Rであり、緑色のカラーフィルタ13Gの光強度低減作用が最も低い。
光強度低減部材19は、周辺領域A20内において遮光膜12上に積層されている。このとき、光強度低減部材19は遮光膜12よりもガラス基板11の主面11S1から遠くに位置しており、基板積層方向Zに、カラーフィルタ基板10の遮光膜12、光強度低減部材19、液晶31、およびアレイ基板20がこの順序で並んでいる。すなわち、光強度低減部材19は周辺領域A20内において、カラーフィルタ基板10の遮光膜12とアレイ基板20との間に配置され、平面視において遮光膜12および液晶31に重なっている(図3および図4参照)。
光強度低減部材19のアレイ基板20側の表面19Sは、基板積層方向Zにおいて、カラーフィルタ13のアレイ基板20側の表面13Sと同じレベルに位置している(図3中の破線Hを参照)。換言すれば、光強度低減部材19の表面19Sはカラーフィルタ13の表面13Sを伸張した平面内に存在する、あるいは、平坦な主面11S1と光強度低減部材19の表面19Sとの距離は主面11S1とカラーフィルタ13の表面13Sとの距離に等しい。
光強度低減部材19は、表示領域A10と周辺領域A20との境界から枠体重なり領域A21内まで延在しており、このため平面視において光強度低減部材19の外周端部は枠体重なり領域A21に重なっている。なお、図3等では光強度低減部材19がシール32に接触している場合を例示しているが、シール32と接触していなくてもよい。
光強度低減部材19は、例えば、青色のカラーフィルタ13B用の上記の感光性樹脂や感光性フィルムを、カラーフィルタ13Bおよび光強度低減部材19の両方のパターンを有する露光マスクで露光することによって、カラーフィルタ13Bと同時に形成することができる。この形成方法によれば、露光マスクのパターンを変更するだけでカラーフィルタ13の形成工程を利用して光強度低減部材19を形成することができる。また、この形成方法により、上記のように光強度低減部材19の表面19Sとカラーフィルタ13の表面13Sとが基板積層方向Zにおいて同じレベルに形成される。なお、光強度低減部材19と当該光強度低減部材19に隣接するカラーフィルタ13とが同じ色のカラーフィルタ材料で構成される場合、両者を分離せずに一体的に形成してもよい。
シール32は、カラーフィルタ基板10とアレイ基板20との間に配置され、接着作用によって両基板10,20を互いに固定している。シール32は、光強度低減部材19よりも液晶パネル51のエッジ側に設けられており、具体的には枠体重なり領域A21内に配置され平面視において枠体53に重なっている。さらに、シール32は、平面視において光強度低減部材19と重なっておらず、遮光膜12に接触している。つまり、シール32と遮光膜12との間には光強度低減部材19が介在していない。他方、シール32はアレイ基板20に接触している。
液晶31は、アレイ基板20とカラーフィルタ基板10とシール32とを含んで構成された容器内に封入されている。
上記構成により、液晶パネル51によって画素Pごとに調光されたバックライト光Lが前面11S2において表示光として視認される(透過表示モード)。
なお、上記のようにアレイ基板20のガラス基板21は上記主面21S1に対して裏面にあたる他方の主面21S2を有しており、この主面21S2は液晶パネル51の背面21S2にあたる。同様に、ガラス基板11も他方の主面11S2を有しており、この主面11S2は液晶パネル51の前面11S2にあたる。
ここで、液晶パネル51における液晶31の配向制御の方式は特に限定されるものではなく、基板10,20間の電界(縦電界)によって配向状態を制御する方式、例えばTN(Twisted Nematic)方式であってもよいし、基板20に設けられた2種の電極間での電界(横電界または斜め電界)によって配向状態を制御する方式、例えばIPS(In-Plane Switching)方式やFFS(Fringe Field Switching)方式であってもよい。なお、基板10,20間の縦電界によって液晶配向状態を制御する方式の場合、カラーフィルタ基板10にはカラーフィルタ13を覆って電極(透明電極)が設けられる。
上記構成により、遮光膜12が周辺領域A20内に穴12aを有している場合であっても、穴12aからバックライト光Lが漏れるのを光強度低減部材19によって防止することができる。
ところで、図3ではシール32が遮光膜12と接触している場合を例示したが、図5の断面図に示すカラーフィルタ基板10Bのように光強度低減部材19をガラス基板11のエッジ近傍、換言すれば周辺領域A20の外周エッジ近傍まで設けてシール32とカラーフィルタ基板10との間に介在させてもよい。なお、カラーフィルタ基板10Bは上記カラーフィルタ基板10に替わって上記と同様の液晶パネル51を構成可能である。これらの構成は種々に使い分けることができる。
例えば、光強度低減部材19はカラーフィルタ13と同じ材料で構成されているので、材料によっては光強度低減部材19とシール32との接着性が低い場合がある。このような場合には、図3のようにシール32を遮光膜12に接触(接着)させるのが好ましい。なお、シール32の一部でも光強度低減部材19を介さずにカラーフィルタ基板10に接触していれば、シール32の全体が光強度低減部材19に接触している場合に比べて接着強度は向上する。
他方、穴12aによる光漏れをより確実に防止するために光強度低減部材19を広く設けると図3の構成ではシール32の配置位置に余裕が少なくなるのに対して、図5の構成によればシール32の配置位置に余裕がある。つまり、シール32の形成の点からは図5の構成の方が生産性が高い。
なお、図3の構成の場合、遮光膜12とシール32との接触部分に穴12aが在ると、バックライト光Lが、その穴12aから漏れてしまう。しかし、上記のように光強度低減部材19の外周端部が枠体重なり領域A21内まで延在しシール32が光強度低減部材19よりも液晶パネル51のエッジ側に設けられているので、上記接触部分での穴12aは確実に枠体53に隠れている。したがって、光漏れが視認されることはない。なお、図3および図5と異なりシール32の一部分のみがカラーフィルタ基板10に接触している場合であっても、その接触部分が、光強度低減部材19よりも液晶パネル51のエッジ側に位置し、光強度低減部材19の外周端部とともに枠体53に隠れていれば、確実に光漏れを防止することができる。
また、上記のように光強度低減部材19のアレイ基板20側の表面19Sは、基板積層方向Zにおいて、カラーフィルタ13のアレイ基板20側の表面13Sと同じレベルに位置している(図3中の破線Hを参照)。このため、光強度低減部材19の表面19Sとアレイ基板20との距離は、カラーフィルタ13の表面13Sとアレイ基板20との距離に等しい。したがって、図6の断面図に示す液晶パネル51Cのように、表示領域A10内のスペーサ33と同じ高さ(基板積層方向Zに沿った寸法)を有するスペーサ33を周辺領域A20内にも設けることができ、これにより液晶パネル51Cの全体に渡ってアレイ基板20とカラーフィルタ基板10との間の間隔、すなわちセルギャップを均一にすることができる。
スペーサ33は、カラーフィルタ基板10とアレイ基板20との間に配置されてセルギャップを規定する部材である。なお、セルギャップを規定するスペーサは、リブとも呼ばれ、感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術によってパターニングして形成する場合(後述する)にはフォトスペーサとも呼ばれ、柱状の場合には柱状スペーサとも呼ばれる。スペーサ33は表示領域A10内および周辺領域A20内に設けられている。
表示領域A10内のスペーサ33は、青色のカラーフィルタ13Bのアレイ基板20側の表面13Sとアレイ基板20との間に配置され両者に接触しており、これによって表示領域A10内のセルギャップを設定している。表示領域A10内のスペーサ33は、例えば平面視においてTFTや配線等が配置されバックライト光Lが透過しない箇所内に設けられており、これによりスペーサ33が表示品位に影響しないようにしている。表示領域A10内のスペーサ33は、青色のカラーフィルタ13Bの全てに対して設けてもよいし、青色のカラーフィルタ13Bのうちの一部に対して設けてもよいし、上記3色のうちの複数色のカラーフィルタ13に対して設けてもよい。
周辺領域A20内のスペーサ33は、光強度低減部材19のアレイ基板20側の表面19Sとアレイ基板20との間に配置され両者に接触しており、これによって周辺領域A20内のセルギャップを設定している。
このとき、カラーフィルタ13の表面13Sと同じレベルに位置する表面19Sを有した光強度低減部材19が存在するからこそ、表示領域A10内のスペーサ33と同じ高さのスペーサ33によって、両領域A10,A20を同じセルギャップに設定することができる。つまり、光強度低減部材19を有さない場合、表示領域A10内のスペーサ33と同じ高さのスペーサ33を設けても、基板10,20の一方にしか接触しないので、周辺領域A20のセルギャップの設定に関与しないのである。
表示領域A10内および周辺領域A20内のスペーサ33は、例えばアクリル系の感光性樹脂を、カラーフィルタ基板10のアレイ基板20側の表面上またはアレイ基板20のカラーフィルタ基板10側の表面上に例えばスピンコート法や印刷法で全面的に塗布し、フォトリソグラフィ技術でパターニングすることによって、同時に形成可能である。また、両領域A10,A20内のスペーサ33の配置に対応した印刷版を用いてパターン印刷することによっても同時に形成可能である。これらの形成方法によれば、カラーフィルタ13上および光強度低減部材19上に同じ厚さの感光性樹脂膜を形成することができ、その結果、両領域A10,A20内のスペーサ33を同じ高さにすることができる。両領域A10,A20内で同じ高さのスペーサ33を形成可能な限り、他の形成方法、例えば所定厚さの感光性フィルムを転写しフォトリソグラフィ技術によってパターニングする方法を用いてもよい。
なお、液晶パネル51Cは上記液晶パネル51に替わって上記と同様の液晶表示装置50を構成可能である。また、スペーサ33を図5の液晶パネル51に設けてもよい。
上記の説明では光強度低減部材19を1色のカラーフィルタ13を利用して構成したが、図7の断面図に示すカラーフィルタ基板10Dのように光強度低減部材19を各カラーフィルタ13B,13G,13Rと同じ材料の各層19B,19G,19Rを積層して構成してもよい。なお、カラーフィルタ基板10Dは上記カラーフィルタ基板10に替わって上記と同様の液晶パネル51を構成可能である。この積層構造の光強度低減部材19によれば、より高い光強度低減作用が得られる。3層構造の光強度低減部材19は、例えば、各カラーフィルタ13B,13G,13Rのパターニング時に、対応する各層19B,19G,19Rも同時にパターニングし、カラーフィルタ13B,13G,13Rの順次形成に従って3層19B,19G,19Rを積み重ねることによって、形成可能である。
図7には層19B、層19Gおよび層19Rがこの順序で遮光膜12上に積層された構造を例示しているが、3層19B,19G,19Rの積層順はこれに限られない。また、3層19B,19G,19Rのうちの2層で光強度低減部材19を構成してもよい。また、積層構造の光強度低減部材19を図5の液晶パネル51に設けてもよい。
図8に本発明に係る実施形態2の液晶表示装置50Eを説明する断面図を示す。図8に示すように、液晶表示装置50Eは上記液晶表示装置50(図3等参照)において液晶パネル51を、透過表示モードと反射表示モードとのいずれによっても表示可能な半透過型の液晶パネル51Eに替えた構成を有している。
液晶パネル51Eは、上記液晶パネル51(図3等参照)においてアレイ基板20、カラーフィルタ基板10および光強度低減部材19をアレイ基板20E、カラーフィルタ基板10Eおよび光強度低減部材29に替えた構成を有している。
カラーフィルタ基板10Eは、図8に示すように、上記カラーフィルタ基板10(図3等参照)から光強度低減部材19を取り除いた構成を有している。
図9にアレイ基板20Eの拡大断面図を示す。図9に示すように、アレイ基板20Eは、ガラス基板21と、画素TFT22と、保護膜23と、平坦化膜24と、反射層25と、画素電極26とを含んで構成されている。なお、図8では、アレイ基板20についてガラス基板21以外の要素の図示を省略している。
画素TFT22は、画素電極26の電位を制御するスイッチング素子であり、画素P(図4参照)ごとに設けられている。画素TFT22は、表示領域A10内においてガラス基板21のカラーフィルタ基板10側の主面21S1上に配置されている。なお、TFT22に替えて他のスイッチング素子を用いてもよい。保護膜23は、例えばシリコン酸化膜で構成され、画素TFT22上に積層されている。
平坦化膜24は、例えば有機樹脂膜やシリコン酸化膜等で構成され、表示領域A10内では保護膜23上に積層されており、周辺領域A20内にも延在している。なお、図9には周辺領域A20内の平坦化膜24がガラス基板21の主面21S1上に配置された場合を例示しているが、当該主面21S1上に各種の素子や配線等を配置し、これらの上に平坦化膜24を積層してもよい。平坦化膜24および保護膜23を貫通して画素TFT22のドレイン22dに至るコンタクトホールが設けられている。なお、一般的にTFTのドレインとソースとは互換性があるので、ドレイン22dをソース22dと呼ぶことも可能である。平坦化膜24においてカラーフィルタ基板10側の表面は、コンタクトホール付近に設けられた凹凸部分を除いて、全体として平坦である。
反射層25は、少なくとも可視光を反射する材料、例えばアルミニウムで構成され、平坦化膜24の上記凹凸表面上に配置されている。反射層25は、平坦化膜24の凹凸表面に沿って設けられている。図9には反射層25が平坦化膜24の上記表面からコンタクトホールの側壁の途中まで延在した場合を例示しているが、反射層25は、コンタクトホール内に延在させなくてもよいし、画素TFT22のドレイン22dに接触するように延在させてもよいし、画素TFT22のドレイン22dに接触させさらに画素TFT22上の平坦化膜24にまで延在させてもよい。また、図9には反射層25が透光可能な領域上に設けられている場合、すなわち反射層25とガラス基板21との間に遮光性の膜等が存在していない場合を例示しているが、そのような透光可能な領域を避け、遮光性の膜等に重ねて、例えば画素TFT22に重ねて、反射層25を配置してもよい。
画素電極26は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極で構成され、画素P(図4参照)ごとに設けられている。画素電極26は、反射層25を覆って平坦化膜24上に積層されており、反射層25よりも広く延在し平坦化膜24との間に反射層25が介在しない部分を有している。画素電極26は、上記コンタクトホールを介して画素TFT22のドレイン22dに接触している。
このため、カラーフィルタ基板10Eの側から液晶パネル51Eへ入射した光L1は反射層25で反射され、この反射光L2を利用して表示光を生成される(反射表示モード)。反射表示モードでは、入射光L1および反射光L2の両方が、液晶パネル51Eによって画素Pごとに調光される。なお、反射層25は平坦化膜24の凹凸表面に沿っているので、これにより反射光L2の広角化が図られる。他方、画素電極26のうちで反射層25に重なっていない部分を透過したバックライト光Lは上記と同様に透過表示モードによる表示に利用される。
光強度低減部材29は、反射層25と同じ材料で構成されている。このため、光強度低減部材29へ入射する光は反射され、裏面側へ透過しない。つまり、当該裏面側から観測すれば、光強度低減部材29は上記入射光を遮光する作用、換言すれば光強度低減作用を発揮する。
光強度低減部材29は、周辺領域A20内において平坦化膜24の上記表面上に、すなわち反射層25と同層に配置されている。このとき、周辺領域A20内において基板積層方向Zに、カラーフィルタ基板10の遮光膜12、液晶31、光強度低減部材29およびアレイ基板20がこの順序で並んでおり、したがって光強度低減部材29は周辺領域A20内において、アレイ基板20とカラーフィルタ基板10の遮光膜12との間に配置され、平面視において遮光膜12および液晶31に重なっている。光強度低減部材29は、表示領域A10と周辺領域A20との境界から、枠体重なり領域A21内まで延在している。なお、図8では光強度低減部材29がシール32に接触している場合を例示しているが、シール32と接触していなくてもよい。なお、周辺領域A20内に平坦化膜24を設けずに保護膜23を延在させ、当該保護膜23上に光強度低減部材29を配置してもよい。
光強度低減部材29は、反射層25用の膜を、平坦化膜24上に全面的に形成し、反射層25および光強度低減部材29の両方のパターンを有する露光マスクを利用したフォトリソグラフィ技術でパターニングすることによって、反射層25と同時に形成することができる。この形成方法によれば、露光マスクのパターンを変更するだけで反射層25の形成工程を利用して光強度低減部材29を形成することができる。また、この方法によれば光強度低減部材29は反射層25と同じ厚さで形成される。
シール32は上記液晶パネル51(図3参照)と同様に設けられている。すなわち、シール32は、アレイ基板20とカラーフィルタ基板10との間に配置され、両基板を互いに固定している。シール32は、光強度低減部材29よりも液晶パネル51Eのエッジ側に設けられ、平面視において枠体53に重なっている。図8にはシール32が平面視において光強度低減部材29と重なっていない場合を例示しているが、図9に例示するように光強度低減部材19をガラス基板21のエッジ近傍、換言すれば周辺領域A20の外周エッジ近傍まで延在させてシール32とアレイ基板20との間に介在させてもよい。
なお、液晶パネル51Eにおける液晶31の配向制御の方式は、上記液晶パネル51と同様に特に限定されるものではない。
上記構成により、アレイ基板20の側から液晶パネル51Eへ入射したバックライト光Lは、周辺領域A20内では光強度低減部材29によって反射される。したがって、遮光膜12が周辺領域A20内に穴12aを有している場合であっても、穴12aからバックライト光Lが漏れるのを防止することができる。
なお、液晶パネル51Eに上記光強度低減部材19を追加することにより、光漏れ防止効果がさらに向上する。この場合、2種類の光強度低減部材19,29を総称した光強度低減部材が周辺領域A20内において、カラーフィルタ基板10の遮光膜12とアレイ基板20との間に配置され、平面視において遮光膜12および液晶31に重なっている。
10,10B,10D,10E カラーフィルタ基板(第1基板)、11 ガラス基板(第1下地基板)、12 遮光膜、13,13B,13G,13R カラーフィルタ、13S 表面、19,29 光強度低減部材、19S 表面、20,20E アレイ基板(第2基板)、21 ガラス基板(第2下地基板)、25 反射層、31 液晶、32 シール、33 スペーサ、50,50E 液晶表示装置、51,51C,51E 液晶パネル、52 バックライト、53 枠体、53a 開口部、A10 表示領域、A20 周辺領域、A21 枠体重なり領域、L バックライト光、L1 入射光、Z 基板積層方向。
Claims (11)
- 互いに対向しシールによって互いに固定され前記シールとともに液晶を封入する第1基板と第2基板とを含んで構成された液晶パネルと、前記液晶パネルに対向して前記第2基板の側に配置されたバックライトと、を備え、前記液晶パネルが前記バックライトからのバックライト光を利用した透過表示モードによる表示が可能に構成された液晶表示装置であって、
前記第1基板は、
第1下地基板と、
前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された遮光膜と、
を有し、
前記液晶パネルは、前記バックライト光の強度を低減する光強度低減部材をさらに含んで構成され、
前記遮光膜は前記表示が行われる表示領域の周辺の周辺領域内に配置されており、前記光強度低減部材は前記第1基板の前記遮光膜と前記第2基板との間に配置され平面視において前記周辺領域内で前記遮光膜に重なっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
前記第1基板は、前記表示領域内で前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された複数のカラーフィルタをさらに有し、
前記光強度低減部材は、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも1つのカラーフィルタと同じ材料で構成され前記遮光膜に重ねて前記第1基板上に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記複数のカラーフィルタは、複数の色のカラーフィルタで構成され、
前記光強度低減部材は、前記複数の色のカラーフィルタのうちで透光性の最も低いカラーフィルタと同じ材料で構成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項3に記載の液晶表示装置であって、
前記透光性の最も低いカラーフィルタは、青色のカラーフィルタであることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2ないし請求項4のいずれか一つに記載の液晶表示装置であって、
前記光強度低減部材は、前記複数の色のカラーフィルタのうちの2色以上のカラーフィルタの材料が積層されて構成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2ないし請求項4のいずれか一つに記載の液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも一部のカラーフィルタと前記第2基板との間に配置されており前記少なくとも一部のカラーフィルタの前記第2基板側の表面と前記第2基板とに接触している第1スペーサと、
前記光強度低減部材と前記第2基板との間に配置された第2スペーサと、
をさらに含んで構成され、
前記光強度低減部材は、前記第1基板と前記第2基板との基板積層方向において前記少なくとも一部のカラーフィルタの前記表面と同じレベルに前記第2基板側の表面を有し、
前記第2スペーサは、前記基板積層方向に沿って前記第1スペーサと同じ寸法を有し前記光強度低減部材の前記表面と前記第2基板とに接触していることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2ないし請求項6のいずれか一つに記載の液晶表示装置であって、
前記シールは、少なくとも一部において前記光強度低減部材を介さずに前記第1基板に接触していることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項7に記載の液晶表示装置であって、
前記シールは、前記光強度低減部材よりも前記液晶パネルのエッジ側で前記第1基板に接触しており、
前記液晶表示装置は、開口部において前記表示領域が露出するとともに前記平面視において前記シールと前記光強度低減部材の外周端部とに重なる枠体をさらに備えることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、前記第1基板の側から前記液晶パネルへ入射する光を利用した反射表示モードによる表示も可能に構成された半透過型液晶パネルであり、
前記第2基板は、
第2下地基板と、
前記第2下地基板よりも前記第1基板の側に配置されており、前記第1基板の側から入射する前記光を前記反射表示モードによる前記表示のために前記第1基板の側へ反射する、反射層と、
を有し、
前記光強度低減部材は、前記反射層と同じ材料で構成され前記第2基板上に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項9に記載の液晶表示装置であって、
前記光強度低減部材は、前記反射層と同層に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 - 互いに対向しシールによって互いに固定され前記シールとともに液晶を封入する第1基板と第2基板とを備え前記第2基板の側から入射する光を利用した透過表示モードによる表示が可能に構成された液晶パネルであって、
前記第1基板は、
第1下地基板と、
前記第1下地基板よりも前記第2基板の側に配置された遮光膜と、
を含んで構成され、
前記液晶パネルは、前記第2基板の側から入射する前記光の強度を低減する光強度低減部材をさらに備え、
前記遮光膜は前記表示が行われる表示領域の周辺の周辺領域内に配置されており、前記光強度低減部材は前記第1基板の前記遮光膜と前記第2基板との間に配置され平面視において前記周辺領域内で前記遮光膜に重なっていることを特徴とする液晶パネル。
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JP2006124030A JP2007298552A (ja) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | 液晶表示装置および液晶パネル |
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