JP2010096998A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高透過率を有する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、絵素の少なくとも一部に透過表示を行う透過領域が設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板は、それぞれ互いに独立して、前記液晶層の配向を制御するための液晶配向用構造物として、電極スリット及び突起の少なくとも一方を有し、前記液晶層は、n型ネマチック液晶を含み、前記一対の基板の少なくとも一方は、着色層を有し、前記一対の基板を平面視したときの前記着色層の前記液晶配向用構造物に重なる領域の少なくとも一部には、前記着色層よりも光透過率が高い高透過領域が設けられ、前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記透過領域の少なくとも一部に設けられる液晶表示装置である。
【選択図】図1
【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、絵素の少なくとも一部に透過表示を行う透過領域が設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板は、それぞれ互いに独立して、前記液晶層の配向を制御するための液晶配向用構造物として、電極スリット及び突起の少なくとも一方を有し、前記液晶層は、n型ネマチック液晶を含み、前記一対の基板の少なくとも一方は、着色層を有し、前記一対の基板を平面視したときの前記着色層の前記液晶配向用構造物に重なる領域の少なくとも一部には、前記着色層よりも光透過率が高い高透過領域が設けられ、前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記透過領域の少なくとも一部に設けられる液晶表示装置である。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、垂直配向モードの液晶表示装置に好適な液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は薄型、軽量及び低消費電力を特徴とし、様々な分野で広く用いられている。そしてその表示性能は、年月の経過に伴い格段に進歩してきており、いまやCRT(陰極線管)を凌ぐほどまでになってきている。
液晶表示装置の表示方式はセル内で液晶をどのように配列させるかによって決定される。従来、液晶表示装置の表示方式としては、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、IPS(In−plane Switching)モード、OCB(Optically self−Compensated Birefringence)モード等が知られている。
そして、このような表示方式を用いた液晶表示装置は大量に生産されている。そのなかでも、例えば、TNモードの液晶表示装置(以下、TN液晶表示装置とも言う。)は、広く一般的に用いられている。しかしながら、TN液晶表示装置は、応答が遅い、視野角が狭い等の点で改善の余地がある。
これに対し、MVAモードの液晶表示装置(以下、MVA液晶表示装置とも言う。)は、アクティブマトリクス基板及びCF基板に、液晶分子の配向を制御するための液晶配向用構造物として、絵素電極のスリットや突起(リブ)を設け、これらによって形成されるフリンジフィールド(Fringe Field)によって液晶分子の配向方向を複数方向に分散させるものである。そして、MVA液晶表示装置は、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向を複数に分割(Multi−domain)することによって、広視野角を実現している。また、MVAモードは、垂直配向モードであるため、TN、IPS及びOCBの各モードに比べ高コントラストが得られるという特徴を有している。
また、液晶表示装置については、様々な高機能化を図るための技術が開発されており、例えば、1ドットで3色以上の表示が可能な液晶表示装置等を提供するための技術として、複数の走査線と、複数の信号線と、対向電極との間に封入される液晶素子を駆動する画素電極並びに該画素電極に接続され前記信号線のいずれかに接続されるスイッチング素子を有する複数のドットとを含むマトリクス型液晶表示装置であって、前記複数のドットの少なくとも1つが、画素電極を分割することで形成される第1〜第N副画素電極と、該第1〜第N副画素電極の各々に対応して設けられ、互いに異なる色変換処理を行う第1〜第Nカラーフィルターとを含むアクティブマトリクス型液晶表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−230310号公報
上述のように、MVA液晶表示装置は、従来のTN液晶表示装置に比べてコントラストや視野角については優れているが、透過率については6割から7割程度しかなくバックライトの消費電力が大きい。中小型の液晶表示装置の場合は携帯機器としての用途が主であるため、消費電力が大きいと単純にバッテリーによる駆動時間が低下するのはいうまでもなく、それ以外に発熱対策として、放熱を考慮した設計が必要になる。例えば、車載用途においては、夏場の高温化での動作も考慮することから、放熱装置として放熱板やファンの設置が必要となっている。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高透過率を有する液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、高透過率を有する液晶表示装置について種々検討したところ、MVA液晶表示装置に設けられる液晶配向用構造物に着目した。そして、従来のTN液晶表示装置の絵素電極は透過開口部、すなわち透過領域の絵素開口部の略全面に設けられ、絵素電極のほぼ全ての領域がバックライトの光を透過するのに対して、MVA液晶表示装置は、絵素電極に液晶分子を制御するためにスリットを設けたり、CF基板側にも同様のリブやスリット等の液晶配向用構造物を設けたりするため、これらにより開口率が低下し、結果的に透過率が低下することを見いだすとともに、着色層の液晶配向用構造物に重なる領域の少なくとも一部に着色層よりも光透過率が高い高透過領域を設けるとともに、この高透過率領域を透過領域の少なくとも一部に設けることにより、従来、透過に充分寄与できなった領域の透過率を改善し、結果として液晶表示装置全体の透過率を改善できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、絵素の少なくとも一部に透過表示を行う透過領域が設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板は、それぞれ互いに独立して、前記液晶層の配向を制御するための液晶配向用構造物として、電極スリット及び突起の少なくとも一方を有し、前記液晶層は、n型ネマチック液晶を含み、前記一対の基板の少なくとも一方は、着色層を有し、前記一対の基板を平面視したときの前記着色層の前記液晶配向用構造物に重なる領域の少なくとも一部には、前記着色層よりも光透過率が高い高透過領域が設けられ、前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記透過領域の少なくとも一部に設けられる液晶表示装置である。
これにより、従来、透過に充分寄与できなった領域の透過率を改善し、結果として液晶表示装置全体の透過率を改善できる。
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下の形態は適宜組み合わされてもよい。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下の形態は適宜組み合わされてもよい。
前記高透過率領域は、無着色領域を含んでもよい。これにより、本発明の液晶表示装置をより容易に製造することができる。
前記無着色領域は、透明領域を含んでもよい。これにより、本発明の液晶表示装置の透過率をより改善することができる。
前記無着色領域は、前記着色層の開口を含んでもよい。これにより、本発明の液晶表示装置の透過率をより改善することができる。
前記高透過率領域は、前記着色層よりも色が薄い領域を含んでもよい。
前記高透過率領域は、前記着色層の膜厚が薄くなった領域を含んでもよい。
本発明の液晶表示装置の表示品位を向上する観点からは、前記一対の基板の背面側の基板は、配線を有し、前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記配線を除く領域に設けられてもよいし、前記一対の基板の背面側の基板は、金属層を有し、前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記金属層を除く領域に設けられてもよい。
本発明の液晶表示装置によれば、透過率を向上することができる。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA1−B1線における断面図である。
実施形態1に係る液晶表示装置100は、図1(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
図1は、実施形態1に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA1−B1線における断面図である。
実施形態1に係る液晶表示装置100は、図1(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50は、図1(a)に示すように、無色透明なガラス基板10上に、相互に平行に伸びる複数のゲート信号線5g及び補助容量(Cs)配線16と、ゲート信号線5g及び補助容量配線16に直交しかつ相互に平行に伸びる複数のソース信号線5sと、ゲート信号線5g及びソース信号線5sの各交差部に設けられた薄膜トランジスタ(TFT)11と、TFT11上に積層された層間絶縁膜(図示せず)と、層間絶縁膜上にITO等の透明導電膜により形成された絵素電極14と、これらの構成を覆う垂直配向膜(図示せず)とを有する。TFT11は、ゲート絶縁膜(図示せず)を介してゲート信号線5g上に重なる半導体層6と、ゲート電極として機能するゲート信号線5gと、ソース電極11sと、ドレイン電極11dとを含む。ゲート信号線5gは、走査信号を供給するとともに、その一部はゲート電極としても機能する。ソース電極11sは、画像信号を供給するソース信号線5sに接続され(本実施形態では一体的に形成され)、ドレイン電極11dは、層間絶縁膜に設けられた開口(図示せず)を介して絵素電極14に電気的に接続されている。
ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜を介して対向配置された絵素電極14及び補助容量配線16の重なる領域には、補助容量(Cs)が形成されている。また、絵素電極14には、液晶配向用構造物として機能する線状の開口であるスリット14aが形成されている。
ゲート信号線5g、ゲート信号線5g、補助容量配線16は、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)及びタンタル(Ta)等の金属薄膜をスパッタ法により成膜した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。ソース電極11g及びドレイン電極11dは、Al、Crやチタン(Ti)等の金属薄膜をスパッタ法により成膜した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。ゲート絶縁膜の材質としては、酸化タンタル(TaOx)が挙げられ、陽極酸化法により形成される。層間絶縁膜は、アクリル樹脂等の透明樹脂を用いてスピンコート法により形成される。層間絶縁膜の開口は、フォトリソグラフィ法により形成される。絵素電極14は、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の透明導電膜をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることにより形成される。絵素電極14のスリット14aは、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。垂直配向膜は、ポリイミド樹脂をフレキソ印刷法で塗布し、焼成することにより形成される。
CF基板60は、図1(b)に示すように、無色透明なガラス基板20上に、隣接する複数の絵素間を遮光する遮光部材であるブラックマトリクス(BM)25と、赤色(R)のカラーフィルタ24R、緑色(G)のカラーフィルタ24G及び青色(B)のカラーフィルタ24Bが各絵素に対応して並置された着色層24と、各絵素に共通し、透明導電膜により形成された全面一体電極(べた電極)である共通電極21と、リブ22と、これらの構成を覆う垂直配向膜(図示せず)とがこの順に積層された構造を有する。
なお、本明細書で「着色層」とは、所定の波長範囲の可視光を選択的に他の可視光よりも多く透過するものをいい、可視光の全ての波長範囲で一様な光透過率を示す膜(いわゆる無彩色の膜)を含まない。
また、本実施形態では、着色層24は、製造歩留まりを向上する観点から、観察面側基板に設けられているが、着色層24は、観察面側基板と背面側基板との貼り合わせずれによる開口率ロスを低減する観点から、背面側基板に設けられてもよい。
BM25は、カーボン微粒子を分散したアクリル樹脂等の黒色樹脂を用いて黒色樹脂膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。着色層24、着色顔料を分散したアクリル樹脂等の着色樹脂を用いて着色樹脂膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。なお、着色層24、染料によって染色された樹脂や顔料が分散された流動性材料(インク)を固化したものを用いて形成してもよい。リブ22の材料は、光を遮断しない(可視光波長域での光透過率が40%以上である)誘電体(絶縁材料)である限り特に限定されないが、なかでも透明材料(可視波長域(380〜780nmの波長域)での光透過率が90%以上(より好ましくは、95%以上)の材料、例えば、アクリル樹脂)により形成されることが好ましい。ここではリブ22は、透明樹脂膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって形成される。なお、リブ22の材料としては、フェノールノボラック材料も挙げられる。共通電極21は、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の透明導電膜をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることにより形成される。垂直配向膜は、ポリイミド樹脂をフレキソ印刷法で塗布し、焼成することにより形成される。
BM25は、TFT基板50のソース信号線5s及びゲート信号線5gに沿うように平面視格子状に形成されている。また、BM25で囲まれた開口領域が概ね一つの絵素(画素を構成する単色の領域、サブ画素)となり、カラーフィルタ24R、24G、24Bが設けられた絵素がそれぞれR、G及びBの絵素となる。また、CF基板60は、R、G及びBの絵素がストライプ状に配列されたストライプ配列のカラーフィルタ基板であり、液晶表示装置100は、図1の左右方向に隣接する3つのR、G及びBの絵素により一つの画素(表示画像を構成する最小単位)が構成される。
このように、液晶表示装置100の各絵素の遮光部材(BM、配線等)を除く領域(絵素開口部)は、透過表示を行う透過領域であり、液晶表示装置100は、透過型の液晶表示装置である。透過表示を行う際には、TFT基板50の背面側に設けられたバックライト(図示せず)が光源として利用される。
なお、各画素を構成する絵素の色の種類及び数は特に限定されず、適宜設定することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置において、各画素は、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローの3色の絵素から構成されてもよいし、4色以上の絵素から構成されてもよい。
リブ22は、液晶配向用構造物として機能する線状の突起物であり、BM25に対して斜めの方向、例えば、BM25の延伸方向に対して略45°のなす方向に配置されている。また、絵素電極14のスリット14aは、ゲート信号線5g及びソース信号線5sに対して斜めの方向例えば、ゲート信号線5g及びソース信号線5sの延伸方向に対して略45°のなす方向に配置されている。このように、リブ22とスリット14aとは基板50、60を平面視したときに略平行に設けられる。なお、リブ22の断面形状は特に限定されず、例えば、三角形、台形、半円形、半楕円形等が挙げられる。
液晶層70は、負の誘電率異方性を持つネマチック液晶(n型ネマチック液晶)を含む。液晶表示装置100の表示モードは、垂直配向(VA)モードであり、ネマチック液晶は、印加電圧オフ時には、各基板50、60の垂直配向膜表面に対して略垂直に配向し、印加電圧オンで水平方向に向かって倒れ込む。本実施形態では、リブ22とスリット14aとによって液晶層70中の液晶分子の配向が制御され、いわゆるマルチドメイン化を行っている。これにより、液晶が無秩序に倒れ込むことによるディスクリネーションを防止することかできるとともに、どの方向から見ても均一な表示が得られるようにすることができる。このように、液晶表示装置100は、MVA液晶表示装置である。また、基板50、60の外主面上には、クロスニコル配置された一対の偏光板(図示せず)が設けられており、液晶表示装置100は、ノーマリブラックモード(駆動電圧を印加しない状態での光透過率又は輝度が、駆動電圧を加えた状態でのそれらより低いモード)の液晶表示装置である。なお、液晶表示装置100は、ノーマリホワイトモード(駆動電圧を印加しない状態での光透過率又は輝度が、駆動電圧を加えた状態でのそれらより高いモード)であってもよい。
そして、CF基板60の着色層24には開口が設けられるとともに、そこに無色透明の無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aの全ての領域と重なるように設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではスリット14a)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。なお、無着色領域26は、スリット14aと同じパターン(平面形状及びサイズ)を有し、無着色領域26の幅は、スリット14aの幅と略等しい。
図2は、実施形態1に係る液晶表示装置のVT特性の模式図を示す。
本実施形態では、無着色領域26を設けることによって、赤、緑及び青の基本色の絵素それぞれに対して、明るさを補うための白色が追加されることになる。したがって、各絵素は、図2に示すように、従来技術の通り、黒と各基本色の赤、緑及び青のいずれかとの2色を表示することができる。
本実施形態では、無着色領域26を設けることによって、赤、緑及び青の基本色の絵素それぞれに対して、明るさを補うための白色が追加されることになる。したがって、各絵素は、図2に示すように、従来技術の通り、黒と各基本色の赤、緑及び青のいずれかとの2色を表示することができる。
無着色領域26は、以下のようにして形成することができる。すなわち、まず、カラーフィルタ24R、24G、24B(着色層24)のパターンニング時に、無着色領域26の着色層24も除去しておき、次に、アクリル樹脂等の透明樹脂材料をスピンコート法により塗布し、着色層24の開口部を平坦化する。その後、必要に応じて不要な領域(着色層24の開口部以外の領域)をフォトリソグラフィ法によりパターンニングすることによって除去する。無着色領域26の材料は、着色層24よりも透過率が高く、かつ光を遮断しない(可視光波長域での光透過率が40%以上である)誘電体(絶縁材料)である限り特に限定されないが、なかでも透明材料(可視波長域(380〜780nmの波長域)での光透過率が90%以上(より好ましくは、95%以上)の材料、例えば、アクリル樹脂)により形成されることが好ましい。なお、無着色領域26の材料としては、フェノールノボラック材料も挙げられる。
図3は、実施形態1に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図3に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図3中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。補助容量配線16等の配線パターン配置領域は、透過に寄与しない領域であるので、この領域に無着色領域26を設けなくとも、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域の光透過率を改善することができる。
図3に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図3中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。補助容量配線16等の配線パターン配置領域は、透過に寄与しない領域であるので、この領域に無着色領域26を設けなくとも、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域の光透過率を改善することができる。
また、補助容量配線16等の配線パターン上に無着色領域26を設けると、パネルに外光が入射した場合、配線パターンの反射が大きく、ぎらついて見えたり、コントラストが低下したりすることがある。したがって、配線パターン配置領域を除く領域に無着色領域26を設けることによって、表示品位を向上することができる。
図4は、実施形態1に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図4に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aのパターンの一部と部分的に重なってもよい。
図4に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aのパターンの一部と部分的に重なってもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置100は、図1、3及び4で示した無着色領域26のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
図5は、実施形態1に係る液晶表示装置の別の構成を示す断面模式図である。
図5に示すように、無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より太くてもよい。
図5に示すように、無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より太くてもよい。
図6は、実施形態1に係る液晶表示装置の別の構成を示す断面模式図である。
図6に示すように、無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より細くてもよい。
図6に示すように、無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置100は、図1、5及び6で示した無着色領域26のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26は、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置100もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図1(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図1(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図1(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図1(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図1(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図1(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性の領域の全て、又はその一部に対して無着色領域26を設ける。
このように、一般的なMVA液晶表示装置や本実施形態の液晶表示装置は、異なるVT特性を示す3つの領域を主に有している。しかしながら、これらの領域の適切な配置による電界の偏りを応用して液晶を制御しているので、マクロ的に見ると連続的に異なる無限のVT特性が合成されたVT特性を有する。したがって、本実施形態の液晶表示装置は、N個の有限数で規定されるVT特性を有するものではない。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図7は、本発明に係る実施形態1の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図7は、図3で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT2特性の全領域を無着色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を12%改善することができた。
なお、無着色領域26の有無や無着色領域26のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態2)
本実施形態の液晶表示装置は、無着色領域のレイアウトが異なること以外は実施形態1の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、無着色領域のレイアウトが異なること以外は実施形態1の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図8は、実施形態2に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA2−B2線における断面図である。
実施形態2に係る液晶表示装置200は、図8(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態2に係る液晶表示装置200は、図8(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50の絵素電極14には、図8(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
また、CF基板60には、図8(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ22が形成されている。
そして、CF基板60の着色層24には開口が設けられるとともに、そこに無色透明な無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22の全ての領域と重なるように設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではリブ22)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。なお、無着色領域26は、リブ22と同じパターン(平面形状及びサイズ)を有し、無着色領域26の幅は、リブ22の幅と略等しい。
本実施形態において、無着色領域26は、実施形態1で説明した方法以外に以下のようにして形成してもよい。すなわち、まず、カラーフィルタ24R、24G、24B(着色層24)のパターンニング時に、無着色領域26の着色層24も除去しておき、次に、アクリル樹脂等の透明樹脂材料(リブ22の材料)をスピンコート法により塗布し、着色層24の開口部を平坦化する。その後、必要に応じて不要な領域(リブ22及び着色層24の開口部以外の領域)をフォトリソグラフィ法によりパターンニングすることによって除去する。この方法によれば、無着色領域26及びリブ22を同時に形成できるので、製造工程を簡略化することができる。ただしこの場合は、共通電極21は、リブ22よりも上層に設けられる。
図9は、実施形態2に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図9に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図9中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これにより、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図9に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図9中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これにより、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図10は、実施形態2に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図10に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22のパターンの一部と部分的に重なってもよい。
図10に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22のパターンの一部と部分的に重なってもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置200は、図8、9及び10で示した無着色領域26のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
図11は、実施形態2に係る液晶表示装置の別の構成を示す断面模式図である。
図11に示すように、無着色領域26の幅は、リブ22の幅より太くてもよい。
図11に示すように、無着色領域26の幅は、リブ22の幅より太くてもよい。
図12は、実施形態2に係る液晶表示装置の別の構成を示す断面模式図である。
図12に示すように、無着色領域26の幅は、リブ22の幅より細くてもよい。
図12に示すように、無着色領域26の幅は、リブ22の幅より細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置200は、図8、11及び12で示した無着色領域26のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26は、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置200もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図8(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図8(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図8(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図8(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図8(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図8(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT3特性の領域の全て、又はその一部に対して無着色領域26を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図13は、本発明に係る実施形態2の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図13は、図8で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT3特性の全領域を無着色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を15%改善することができた。
なお、無着色領域26の有無や無着色領域26のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態3)
本実施形態の液晶表示装置は、無着色領域のレイアウトが異なること以外は実施形態1、2の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1、2の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、無着色領域のレイアウトが異なること以外は実施形態1、2の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1、2の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図14は、実施形態3に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA3−B3線における断面図である。
実施形態3に係る液晶表示装置300は、図14(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態3に係る液晶表示装置300は、図14(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50の絵素電極14には、図14(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
また、CF基板60には、図14(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ22が形成されている。
そして、CF基板60の着色層24には開口が設けられるとともに、そこに無色透明な無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22それぞれの一部と重なるように設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではスリット14a及びリブ22)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。なお、スリット14aに重なる無着色領域26の幅は、スリット14aの幅と略等しく、リブ22に重なる無着色領域26の幅は、リブ22の幅と略等しい。
図15は、実施形態3に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図15に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図15中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これにより、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図15に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図15中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これにより、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
その他、本実施形態についても実施形態1、2で説明した種々の変形例を準用することができる。具体的には、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22の全ての領域と重なるように設けられてもよし、図14(b)で示したように、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22それぞれのパターンの一部と部分的に重なってもよい。
このように、本実施形態において、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22の少なくとも一部と重なるように設けられる。
また、本実施形態の液晶表示装置300は、これらの無着色領域26のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
更に、スリット14aに重なる無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より太くてもよいし、細くてもよい。
そして、リブ22に重なる無着色領域26の幅は、リブ22の幅より太くてもよいし、細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置300は、これらの無着色領域26のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26は、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置300もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図14(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図14(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図14(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図14(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図14(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図14(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性及びVT3特性の領域の全て、又はその一部に対して無着色領域26を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図16は、本発明に係る実施形態3の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図16は、図15で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT2特性及びVT3特性の全領域を無着色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を41%改善することができた。
なお、無着色領域26の有無や無着色領域26のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態4)
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜3の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜3の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜3の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜3の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図17は、実施形態4に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA4−B4線における断面図である。
実施形態4に係る液晶表示装置400は、図17(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態4に係る液晶表示装置400は、図17(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50の絵素電極14には、図17(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
また、CF基板60には、図17(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ22が形成されている。
そして、CF基板60の着色層24には、着色層24よりも色が薄く、光透過率が高い領域(明色領域)27が設けられている。このように、明色領域27は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)である。また、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではスリット14a)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。また、表示品位の低下を抑制することができる。なお、明色領域27の幅は、スリット14aの幅と略等しい。
明色領域27は、以下のようにして形成することができる。すなわち、まず、カラーフィルタ24R、24G、24B(着色層24)のパターンニング時に、明色領域27の着色層24も除去しておき、次に、着色層24よりも顔料濃度が薄い着色樹脂膜材料をスピンコート法により塗布し、着色層24の開口部を平坦化する。その後、必要に応じて不要な領域(着色層24の開口部以外の領域)をフォトリソグラフィ法によりパターンニングすることによって除去する。
明色領域27はまた、以下のようにして形成してもよい。すなわち、まず、アクリル樹脂等の透明樹脂材料を用いて明色領域27を配置する領域に、着色層24よりも薄い膜厚で透明な凸部を形成する。次に、その透明な凸部を覆うように着色樹脂膜材料をスピンコート法により塗布する。着色樹脂膜材料はガラス基板に対して平坦化されるため、透明な凸部上の着色層24の膜厚はそれ以外の領域の膜厚よりも薄くなる。これにより、透明な凸部が設けられた領域に明色領域27が形成される。
図18は、実施形態4に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図18に示すように、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図18中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図18に示すように、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図18中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図19は、実施形態4に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図19に示すように、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図19中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図19に示すように、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図19中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
その他、本実施形態についても実施形態1〜3で説明した種々の変形例を準用することができる。具体的には、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22の全ての領域と重なるように設けられてもよし、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22のパターンの一部と部分的に重なってもよい。
このように、本実施形態において、明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及び/又はリブ22の少なくとも一部と重なるように設けられる。
また、本実施形態の液晶表示装置400は、これらの明色領域27のパターンが混在された形態であってもよい。このように、明色領域27のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
更に、スリット14aに重なる明色領域27の幅は、スリット14aの幅より太くてもよいし、細くてもよい。
そして、リブ22に重なる明色領域27の幅は、リブ22の幅より太くてもよいし、細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置400は、これらの明色領域27のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち明色領域27は、場所によって幅が変わってもよい。このように、明色領域27のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置400もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図17(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図17(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図17(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図17(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図17(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図17(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性及びVT3特性の領域の少なくとも一方の全て、又はその一部に対して明色領域27を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図20は、本発明に係る実施形態4の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図20は、図19で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT2特性及びVT3特性の全領域を着色層の2倍の透過率を有する明色領域とした場合の結果を示す。その結果、明色領域27がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を12%改善することができた。
なお、明色領域27の有無や明色領域27のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態5)
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜4の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜4の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜4の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜4の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図21は、実施形態5に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA5−B5線における断面図である。
実施形態5に係る液晶表示装置500は、図21(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態5に係る液晶表示装置500は、図21(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50の絵素電極14には、図21(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
また、CF基板60には、図21(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ22が形成されている。
そして、CF基板60の着色層24には開口が設けられるとともに、そこに無色透明の無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、CF基板60の着色層24には、着色層24よりも色が薄く、光透過率が高い領域(明色領域)27が設けられている。このように、明色領域27は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)である。更に、無着色領域26及び明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではスリット14a)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。また、表示品位の低下を抑制することができる。なお、無着色領域26及び明色領域27の幅はそれぞれ、スリット14aの幅と略等しい。
図22は、実施形態5に係る液晶表示装置(CF基板)の別の構成を示す平面模式図である。
図22に示すように、無着色領域26及び明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図22中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図22に示すように、無着色領域26及び明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16(図22中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
その他、本実施形態についても実施形態1〜4で説明した種々の変形例を準用することができる。具体的には、無着色領域26及び明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22の全ての領域と重なるように設けられてもよし、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びリブ22のパターンの一部と部分的に重なってもよいし、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く全ての領域に設けられてもよい。
このように、本実施形態において、無着色領域26及び明色領域27は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及び/又はリブ22の少なくとも一部と重なるように設けられる。
また、本実施形態の液晶表示装置500は、これらの無着色領域26及び明色領域27のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26及び明色領域27のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
更に、スリット14aに重なる無着色領域26及び明色領域27の幅はそれぞれ、スリット14aの幅より太くてもよいし、細くてもよい。
そして、リブ22に重なる無着色領域26及び明色領域27の幅はそれぞれ、リブ22の幅より太くてもよいし、細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置500は、これらの無着色領域26及び明色領域27のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26及び明色領域27はそれぞれ、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26及び明色領域27のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置500もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図21(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図21(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図21(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図21(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図21(c)参照)
(3)リブ22部のVT特性(VT3、図21(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性及びVT3特性の領域の少なくとも一方の全て、又はその一部に対して無着色領域26及び明色領域27を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図23は、本発明に係る実施形態5の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図23は、図22で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT2特性の領域の20%を無着色領域とし、VT2特性の領域の80%を着色層の2倍の透過率を有する明色領域とし、VT3特性の領域の60%を無着色領域とし、VT3特性の領域の40%を着色層の2倍の透過率を有する明色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26及び明色領域27がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を26%改善することができた。
なお、無着色領域26及び明色領域27の有無や無着色領域26及び明色領域27のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態6)
本実施形態の液晶表示装置は、TFT基板の構成が異なること以外は実施形態1〜5の液晶表示装置と同様の構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜5の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、TFT基板の構成が異なること以外は実施形態1〜5の液晶表示装置と同様の構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜5の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図24は、実施形態6に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA6−B6線における断面図である。
実施形態6に係る液晶表示装置600は、図24(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態6に係る液晶表示装置600は、図24(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
CF基板60には、図24(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ22が形成されている。
TFT基板50の絵素電極14には、図24(a)、(c)に示すように、スリットが設けられる代わりに、リブ22と同様の線状の突起物であるリブ27が形成されている。なお、リブ27の材料や形成方法はリブ22と同様のものが挙げられる。また、リブ27の断面形状も特に限定されず、例えば、三角形、台形、半円形、半楕円形等が挙げられる。
本実施形態では、リブ22とリブ27とによって液晶層70中の液晶分子の配向が制御され、いわゆるマルチドメイン化を行っている。これによっても、液晶が無秩序に倒れ込むことによるディスクリネーションを防止することかできるとともに、どの方向から見ても均一な表示が得られるようにすることができる。したがって、液晶表示装置600も、MVA液晶表示装置である。
そして、CF基板60の着色層24には、開口が設けられるとともに、そこに無色透明な無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22と重なる領域のうち、補助容量配線16やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではリブ22)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。また、表示品位の低下を抑制することができる。なお、無着色領域26の幅は、リブ22の幅と略等しい。
図25は、実施形態6に係る液晶表示装置の別の構成を示す模式図であり、(a)は、CF基板の平面図であり、(b)は、(a)中のA7−B7線における断面図である。
図25に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ27と重なる領域のうち、補助容量配線16(図25中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図25に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ27と重なる領域のうち、補助容量配線16(図25中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図26は、実施形態6に係る液晶表示装置の別の構成を示す模式図であり、(a)は、CF基板の平面図であり、(b)は、(a)中のA8−B8線における断面図である。
図26に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22及びリブ27と重なる領域のうち、補助容量配線16(図26中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図26に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ22及びリブ27と重なる領域のうち、補助容量配線16(図26中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
その他、本実施形態についても実施形態1〜5で説明した種々の変形例を準用することができる。具体的には、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ27及びリブ22の全ての領域と重なるように設けられてもよし、基板50、60を平面視したときにリブ27及びリブ22のパターンの一部と部分的に重なってもよい。
このように、本実施形態において、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにリブ27及び/又はリブ22の少なくとも一部と重なるように設けられる。
また、本実施形態の液晶表示装置600は、図24、25及び26で示した無着色領域26のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
更に、リブ27に重なる無着色領域26の幅は、リブ27の幅より太くてもよいし、細くてもよい。
そして、リブ22に重なる無着色領域26の幅は、リブ22の幅より太くてもよいし、細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置600は、これらの無着色領域26のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26は、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置600もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図24(c)参照)
(2)リブ22部のVT特性(VT2、図24(c)参照)
(3)リブ27部のVT特性(VT3、図24(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図24(c)参照)
(2)リブ22部のVT特性(VT2、図24(c)参照)
(3)リブ27部のVT特性(VT3、図24(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性及びVT3特性の領域の少なくとも一方の全て、又はその一部に対して無着色領域26を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図27は、本発明に係る実施形態6の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図27は、図25で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT3特性の全領域を無着色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を12%改善することができた。
なお、無着色領域26の有無や無着色領域26のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
(実施形態7)
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜6の液晶表示装置と同様の構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜6の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1〜6の液晶表示装置と同様の構成を有する。したがって、ここでは実施形態1〜6の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図28は、実施形態7に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA9−B9線における断面図である。
実施形態7に係る液晶表示装置700は、図28(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
実施形態7に係る液晶表示装置700は、図28(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)50と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)60と、TFT基板50とCF基板60との間に狭持されるように設けられた液晶層70とを備えている。
TFT基板50の絵素電極14には、図28(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
CF基板60には、図28(a)、(c)に示すように、リブが設けられる代わりに、液晶配向用構造物として機能する線状の開口であるスリット21aが共通電極21に形成されている。
本実施形態では、スリット14aとスリット21aとによって液晶層70中の液晶分子の配向が制御され、いわゆるマルチドメイン化を行っている。これによっても、液晶が無秩序に倒れ込むことによるディスクリネーションを防止することかできるとともに、どの方向から見ても均一な表示が得られるようにすることができる。したがって、液晶表示装置700も、MVA液晶表示装置である。
そして、CF基板60の着色層24には開口が設けられるとともに、そこに無色透明な無着色領域26が設けられている。したがって、無着色領域26は、着色層24よりも光透過率が大きい領域(高透過領域)となる。また、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット21aと重なる領域のうち、補助容量配線16やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられている。以上より、CF基板60の従来、透過に充分寄与できなった領域(ここではスリット21a)の光透過率を改善し、その結果、液晶表示装置全体の光透過率を改善することができる。また、表示品位の低下を抑制することができる。なお、無着色領域26の幅は、スリット21aの幅と略等しい。
図29は、実施形態7に係る液晶表示装置の別の構成を示す模式図であり、(a)は、CF基板の平面図であり、(b)は、(a)中のA10−B10線における断面図である。
図29に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図29中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図29に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図29中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。これによっても、表示品位の低下を抑制しつつ、光透過率を改善することができる。
図30は、実施形態7に係る液晶表示装置の別の構成を示す模式図であり、(a)は、CF基板の平面図であり、(b)は、(a)中のA11−B11線における断面図である。
図30に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びスリット21aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図30中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。
図30に示すように、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びスリット21aと重なる領域のうち、補助容量配線16(図30中、点線に対応する領域)やゲート信号線、ソース信号線等の金属薄膜により形成された配線パターンと重なる領域を除く領域のみに設けられてもよい。
その他、本実施形態についても実施形態1〜6で説明した種々の変形例を準用することができる。具体的には、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びスリット21aの全ての領域と重なるように設けられてもよし、基板50、60を平面視したときにスリット14a及びスリット21aのパターンの一部と部分的に重なってもよい。
このように、本実施形態において、無着色領域26は、基板50、60を平面視したときにスリット14a及び/又はスリット21aの少なくとも一部と重なるように設けられる。
また、本実施形態の液晶表示装置700は、図28、29及び30で示した無着色領域26のパターンが混在された形態であってもよい。このように、無着色領域26のパターンは、色度再現性により選択されることが好ましい。
更に、スリット14aに重なる無着色領域26の幅は、スリット14aの幅より太くてもよいし、細くてもよい。
そして、スリット21aに重なる無着色領域26の幅は、スリット21aの幅より太くてもよいし、細くてもよい。
また、本実施形態の液晶表示装置700は、これらの無着色領域26のパターンが混在された形態を有してもよい。すなわち無着色領域26は、場所によって幅が変わってもよい。このように、無着色領域26のサイズは、色度再現性により選択されることが好ましい。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本実施形態の液晶表示装置700もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図28(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図28(c)参照)
(3)共通電極21のスリット21a部のVT特性(VT3、図28(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極14上のVT特性(VT1、図28(c)参照)
(2)絵素電極14のスリット14a部のVT特性(VT2、図28(c)参照)
(3)共通電極21のスリット21a部のVT特性(VT3、図28(c)参照)
を有する。
本実施形態では、VT特性の異なる領域(VT1、VT2、VT3)のうち、液晶に対して電圧印加が小さい特性を示すVT2特性及びVT3特性の領域の少なくとも一方の全て、又はその一部に対して無着色領域26を設ける。
本実施形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図31は、本発明に係る実施形態7の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図31は、図28で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とし、VT3特性の全領域を無着色領域とした場合の結果を示す。その結果、無着色領域26がない従来のMVA液晶表示装置に比べて(後述する比較形態1及び図33参照)、光透過率を15%改善することができた。
なお、無着色領域26の有無や無着色領域26のパターン、サイズ、面積等は、目的とする表示色度に合わせて赤、緑及び青の各絵素(各着色領域)で異なっていてもよい。
以上、実施形態1〜7では透過型液晶表示装置を用いて本発明について説明したが、本発明の液晶表示装置においては、高透過領域が透過領域の少なくとも一部に設けられればよく、本発明の液晶表示装置は、透過領域とともに反射領域(反射表示を行う領域)が設けられた半透過型液晶表示装置であってもよい。この場合、反射領域の液晶配向用構造物に重なる領域に高透過領域を設けてもよいし、設けなくともよい。
(比較形態1)
本比較形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
本比較形態の液晶表示装置は、CF基板の構成が異なること以外は実施形態1の液晶表示装置と同じ構成を有する。したがって、ここでは実施形態1の液晶表示装置と異なる点について主に説明する。
図32は、比較形態1に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であり、(a)は、TFT基板の平面図であり、(b)は、CF基板の平面図であり、(c)は、(a)及び(b)中のA12−B12線における断面図である。
比較形態1に係る液晶表示装置1100は、図32(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)150と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)160と、TFT基板150とCF基板160との間に狭持されるように設けられた液晶層170とを備えている。
比較形態1に係る液晶表示装置1100は、図32(c)に示すように、TFT基板(背面側基板)150と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板)160と、TFT基板150とCF基板160との間に狭持されるように設けられた液晶層170とを備えている。
TFT基板150の絵素電極114には、図32(a)に示すように、実施形態1と同様に、線状の開口であるスリット14aが形成されている。
また、CF基板160には、図32(b)に示すように、実施形態1と同様に、線状の突起物であるリブ122が形成されている。
しかしながら、CF基板160の着色層124には、無着色領域も明色領域も設けられていない。
MVA液晶表示装置は、一般的に、複数の電圧−透過率特性(VT特性)を有しているが、本比較形態の液晶表示装置1100もまた、主なVT特性として、以下の3つの特性を有する。すなわち、
(1)絵素電極114上のVT特性(VT1、図32(c)参照)
(2)絵素電極114のスリット14a部のVT特性(VT2、図32(c)参照)
(3)リブ122部のVT特性(VT3、図32(c)参照)
を有する。
(1)絵素電極114上のVT特性(VT1、図32(c)参照)
(2)絵素電極114のスリット14a部のVT特性(VT2、図32(c)参照)
(3)リブ122部のVT特性(VT3、図32(c)参照)
を有する。
本比較形態の液晶表示装置のVT特性(VT1、VT2及びVT3の合成)をシミュレーションにより測定した結果を示す。図33は、比較形態1の液晶表示装置のVT特性を示すグラフである。なお、図33は、図32で示したパターンにおいて、VT1特性の領域を60%、VT2特性の領域を20%、VT3特性の領域を20%とした場合の結果を示す。その結果、本比較形態の液晶表示装置は、実施形態1〜5の液晶表示装置に比べて、光透過率が低かった。
(比較形態2)
図34は、比較形態2に係る液晶表示装置(TFT基板)の構成を示す平面模式図である。
比較形態2に係る液晶表示装置1200は、TFT基板(背面側基板)150と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板、図示せず)と、TFT基板150とCF基板との間に狭持されるように設けられた液晶層(図示せず)とを備えるTN液晶表示装置である。
図34は、比較形態2に係る液晶表示装置(TFT基板)の構成を示す平面模式図である。
比較形態2に係る液晶表示装置1200は、TFT基板(背面側基板)150と、それに対向するように設けられたCF基板(観察面側基板、図示せず)と、TFT基板150とCF基板との間に狭持されるように設けられた液晶層(図示せず)とを備えるTN液晶表示装置である。
TFT基板150には、図34に示すように、絵素電極114のスリットもリブも設けられていない。また、CF基板にも、リブも共通電極のスリットも設けられていない。したがって、本比較形態の液晶表示装置は、絵素開口部の全てでバックライトの光を透過することができるが、実施形態1〜7の液晶表示装置に比べて、コントラスト及び視野角で劣る。
5g:ゲート信号線(ゲート電極)
5s:ソース信号線
6:半導体層
10、20:ガラス基板
11:薄膜トランジスタ
11d:ドレイン電極
11s:ソース電極
14:絵素電極
14a:絵素電極のスリット
16:補助容量配線
21:共通電極
21a:共通電極のスリット
22、27:リブ
24:着色層
24R、24G、24B:カラーフィルタ
25:ブラックマトリクス(BM)
26:無着色領域
27:明色領域
50:TFT基板
60:CF基板
70:液晶層
100、200、300、400、500、600、700:液晶表示装置
5s:ソース信号線
6:半導体層
10、20:ガラス基板
11:薄膜トランジスタ
11d:ドレイン電極
11s:ソース電極
14:絵素電極
14a:絵素電極のスリット
16:補助容量配線
21:共通電極
21a:共通電極のスリット
22、27:リブ
24:着色層
24R、24G、24B:カラーフィルタ
25:ブラックマトリクス(BM)
26:無着色領域
27:明色領域
50:TFT基板
60:CF基板
70:液晶層
100、200、300、400、500、600、700:液晶表示装置
Claims (8)
- 一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、絵素の少なくとも一部に透過表示を行う透過領域が設けられた液晶表示装置であって、
前記一対の基板は、それぞれ互いに独立して、前記液晶層の配向を制御するための液晶配向用構造物として、電極スリット及び突起の少なくとも一方を有し、
前記液晶層は、n型ネマチック液晶を含み、
前記一対の基板の少なくとも一方は、着色層を有し、
前記一対の基板を平面視したときの前記着色層の前記液晶配向用構造物に重なる領域の少なくとも一部には、前記着色層よりも光透過率が高い高透過領域が設けられ、
前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記透過領域の少なくとも一部に設けられることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記高透過率領域は、無着色領域を含むことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記無着色領域は、透明領域を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。
- 前記無着色領域は、前記着色層の開口を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記高透過率領域は、前記着色層よりも色が薄い領域を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記高透過率領域は、前記着色層の膜厚が薄くなった領域を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板の背面側の基板は、配線を有し、
前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記配線を除く領域に設けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記一対の基板の背面側の基板は、金属層を有し、
前記高透過率領域は、前記一対の基板を平面視したとき、前記金属層を除く領域に設けられることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。
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JP2013104958A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
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- 2008-10-16 JP JP2008267988A patent/JP2010096998A/ja active Pending
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