JP2012022198A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＯＣＢモードの液晶表示装置であって、遮光層、第１カラーフィルタ層、及び、オーバーコート層を含み、第１柱状スペーサの直上に形成された第１台座の高さと、遮光層、第２カラーフィルタ層、及び、オーバーコート層を含み、第２柱状スペーサの直上に形成された第２台座の高さとは略同等であることを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話やＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末機器、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

このような液晶表示装置においては、所望のセルギャップを形成することが要求されている。例えば、ブラックマトリクス及び３原色の着色層を用いて樹脂の柱の土台を形成する技術がある。より具体的には、画面内においてはブラックマトリクスの上に着色層を設け、この着色層の上に樹脂の柱を設ける構成を適用し、画面内額縁においてはブラックマトリクスの上に着色層を用いた土台を設け、この土台の上に柱を設ける構成を適用し、画面外においてはブラックマトリクスを用いた土台の上に２種類の着色層を用いた土台を積層し、この着色層の上に樹脂の柱を設ける構成を適用するものである。

特開２００１−５１２６６号公報

本実施形態の目的は、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
アクティブエリアに配置された第１画素電極及び第１柱状スペーサと、アクティブエリアを囲む遮光エリアに配置された第２画素電極及び第２柱状スペーサと、を備えた第１基板と、アクティブエリアにおいて前記第１柱状スペーサの直上を通る帯状に形成されるとともに前記第２柱状スペーサの直上を含む遮光エリアにわたって延在した遮光層と、前記第１柱状スペーサの直上で前記遮光層に交差する第１カラーフィルタ層と、前記第２柱状スペーサの直上で前記遮光層の上に配置された帯状の第２カラーフィルタ層と、前記第１柱状スペーサの直上を含むアクティブエリア及び前記第２柱状スペーサの直上を含む遮光エリアにわたって延在したオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に配置され前記第１画素電極及び前記第２画素電極と対向する対向電極と、を備えた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を具備するＯＣＢモードの液晶表示装置であって、前記遮光層、前記第１カラーフィルタ層、及び、前記オーバーコート層を含み、前記第１柱状スペーサの直上に形成された第１台座の高さと、前記遮光層、前記第２カラーフィルタ層、及び、前記オーバーコート層を含み、前記第２柱状スペーサの直上に形成された第２台座の高さとは略同等であることを特徴とする液晶表示装置が提供される。

図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図３は、図２に示した液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。 図４は、アクティブエリア及び遮光エリアに配置された遮光層及びカラーフィルタ層のレイアウト例を概略的に示す上面図である。 図５は、図４に示した第１柱状スペーサを含むＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルの断面を概略的に示す図である。 図６は、図４に示した第２柱状スペーサを含むＣ−Ｄ線で切断した液晶表示パネルの断面を概略的に示す図である。 図７は、図４に示したアクティブエリアをＥ−Ｆ線で切断した液晶表示パネルの断面を概略的に示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。

すなわち、液晶表示装置１は、例えば、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、略矩形平板状の液晶表示パネルＬＰＮ、液晶表示パネルＬＰＮに接続された駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル配線基板３などを備えている。

液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、シール材ＳＥによって貼り合わせられている。

このような液晶表示パネルＬＰＮは、シール材ＳＥによって囲まれた内側に、画像を表示する表示エリアすなわちアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、例えば四角形状に形成され、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。

また、液晶表示パネルＬＰＮは、シール材ＳＥとアクティブエリアＡＣＴとの間に遮光エリアＳＬＤを備えている。この遮光エリアＳＬＤは、表示に寄与しないエリアであり、アクティブエリアＡＣＴを囲む矩形枠状に形成されている。このような遮光エリアＳＬＤは、複数のダミー画素ＤＰによって構成されている。ダミー画素ＤＰの構成は、画素ＰＸと実質的に同一であるが、詳細については後述する。

駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル配線基板３は、アクティブエリアＡＣＴの外側でアレイ基板ＡＲに実装され、画素ＰＸ及びダミー画素ＤＰの駆動に必要な信号を供給する信号供給源として機能する。

図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。

液晶表示パネルＬＰＮは、複数本のゲート配線Ｇ、複数本の補助容量線Ｃ、複数本のソース配線Ｓなどを備えている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１方向Ｈに沿ってそれぞれ延在している。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延在している。アクティブエリアＡＣＴにおいては、ｍ×ｎ個の画素ＰＸに対応して、ｎ本のゲート配線Ｇ及びｎ本の補助容量線Ｃと、ｍ本のソース配線Ｓとが配置されている。遮光エリアＳＬＤにおいて、ゲート配線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース配線Ｓのそれぞれの本数は、ダミー画素ＤＰの配置に対応している。

アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤに配置された各ゲート配線Ｇは、ゲートドライバＧＤに接続されている。同様に、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤに配置された各ソース配線Ｓは、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。なお、これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、駆動ＩＣチップ２に内蔵されていても良い。駆動ＩＣチップ２は、対向基板ＣＴよりも外側に延在したアレイ基板ＡＲの上に実装されている。

各画素ＰＸ及び各ダミー画素ＤＰは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、対向電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、例えば、補助容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。

なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードを適用した構成であり、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに形成され、対向電極ＣＥが対向基板ＣＴに形成されており、これらの画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に形成される縦電界（すなわち基板の主面に略垂直な電界）を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子を駆動するものである。

スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。アクティブエリアＡＣＴには、ｍ×ｎ個のスイッチング素子ＳＷが形成されている。遮光エリアＳＬＤにおいても、複数個のスイッチング素子ＳＷが形成されている。

画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。なお、本実施形態において、画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置されたものと、各ダミー画素ＤＰに配置されたものとを区別するために、前者を第１画素電極ＰＥ１と称し、後者を第２画素電極ＰＥ２と称する場合がある。

アクティブエリアＡＣＴには、ｍ×ｎ個の第１画素電極ＰＥ１が形成されている。遮光エリアＳＬＤにも、複数個の第２画素電極ＰＥ２が形成されている。対向電極ＣＥは、コモン電位であり、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤにわたって延在している。このような対向電極ＣＥは、液晶層ＬＱを介してアクティブエリアＡＣＴに配置された第１画素電極ＰＥ１及び遮光エリアＳＬＤに配置された第２画素電極ＰＥ２と液晶層ＬＱを介して向かい合っている。この対向電極ＣＥは、図示しない導電部材を介して、アレイ基板ＡＲに形成された給電部１０と電気的に接続されている。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。

図３は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造を概略的に示す図である。この図３には、アクティブエリアＡＣＴにおける画素ＰＸ及び遮光エリアＳＬＤにおけるダミー画素ＤＰの断面が図示されている。

すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス板などの光透過性を有する第１絶縁基板２０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板２０の上にスイッチング素子ＳＷ、第１画素電極ＰＥ１、及び、第２画素電極ＰＥ２を備えている。ここに示したスイッチング素子ＳＷは、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであり、アモルファスシリコンによって形成された半導体層ＳＣを備えているが、スイッチング素子ＳＷの構成はこの例に限らない。例えば、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型の薄膜トランジスタであっても良いし、ポリシリコンによって形成された半導体層ＳＣを備えていても良い。

スイッチング素子ＳＷは、アクティブエリアＡＣＴの各画素ＰＸ及び遮光エリアＳＬＤの各ダミー画素ＤＰにそれぞれ配置されている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、第１絶縁基板２０の上に形成されている。このゲート電極ＷＧは、ゲート配線Ｇに電気的に接続されている。図示した例では、ゲート電極ＷＧは、ゲート配線Ｇと一体的に形成されている。このようなゲート電極ＷＧは、第１層間絶縁膜２１によって覆われている。この第１層間絶縁膜２１は、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤに延在し、第１絶縁基板２０の上にも配置されている。なお、図示しないが、補助容量線Ｃも、ゲート電極ＷＧやゲート配線Ｇと同様に第１絶縁基板２０の上に形成され、第１層間絶縁膜２１によって覆われている。

スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣは、第１層間絶縁膜２１の上に形成されている。この半導体層ＳＣは、ゲート電極ＷＧの直上に位置している。スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第１層間絶縁膜２１の上に形成され、それぞれの一部が半導体層ＳＣにコンタクトしている。

ソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓに電気的に接続されている。図示した例では、ソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓと一体的に形成されている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第２層間絶縁膜２２によって覆われている。この第２層間絶縁膜２２は、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤに延在し、第１層間絶縁膜２１の上にも配置されている。これらの第１層間絶縁膜２１及び第２層間絶縁膜２２は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）などの無機系材料や、各種樹脂材料によって形成されている。

第１画素電極ＰＥ１は、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第２層間絶縁膜２２の上に形成さている。この第１画素電極ＰＥ１は、第２層間絶縁膜２２を貫通するコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤに接続されている。第２画素電極ＰＥ２は、遮光エリアＳＬＤにおいて、第２層間絶縁膜２２の上に形成されている。この第２画素電極ＰＥ２は、第２層間絶縁膜２２を貫通するコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤに接続されている。

これらの第１画素電極ＰＥ１及び第２画素電極ＰＥ２は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な酸化物導電材料によって形成されている。このような第１画素電極ＰＥ１、第２画素電極ＰＥ２、及び、第２層間絶縁膜２２は、第１配向膜２３によって覆われている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラス板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第２絶縁基板３０の上（ここでは、アレイ基板ＡＲと向かい合う内面）に遮光層３１、カラーフィルタ層３２、オーバーコート層３３、対向電極ＣＥなどを備えている。

遮光層３１は、第２絶縁基板３０の内面に形成されている。この遮光層３１は、アクティブエリアＡＣＴにおいて画素ＰＸの間に配置され、アレイ基板ＡＲに形成されたスイッチング素子ＳＷや上述したゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓなどの各種配線に対向している。また、遮光層３１は、遮光エリアＳＬＤにも延在しており、ダミー画素ＤＰに配置されている。つまり、遮光層３１は、遮光エリアＳＬＤにおいて、各種配線のみならず、第２画素電極ＰＥ２にも対向している。このような遮光層３１は、黒色に着色された樹脂材料やクロム（Ｃｒ）などの遮光性を有する金属材料などによって形成可能である。

カラーフィルタ層３２は、第２絶縁基板３０の内面に形成され、その一部が遮光層３１に積層されている。このカラーフィルタ層３２は、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素ＰＸに配置され、アレイ基板ＡＲに形成された第１画素電極ＰＥ１と対向している。なお、ここでは図示を省略するが、カラーフィルタ層３２は、例えば３原色、つまり、赤色に着色された赤色カラーフィルタ層、緑色に着色された緑色カラーフィルタ層、及び、青色に着色された青色カラーフィルタ層からなる。

オーバーコート層３３は、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤにおいて略全面にわたって延在している。すなわち、オーバーコート層３３は、アクティブエリアＡＣＴにおいて、カラーフィルタ層３２の上に形成されている。なお、オーバーコート層３３は、カラーフィルタ層３２の間の遮光層３１の上に形成されている場合もある。つまり、オーバーコート層３３は、アレイ基板ＡＲに形成された第１画素電極ＰＥ１及びアクティブエリアＡＣＴの各種配線の直上に配置されている。また、オーバーコート層３３は、遮光エリアＳＬＤにおいて、遮光層３１の上に形成されている。つまり、オーバーコート層３３は、アレイ基板ＡＲに形成された第２画素電極ＰＥ２及び遮光エリアＳＬＤの各種配線の直上にも配置されている。このようなオーバーコート層３３は、例えば、透明な樹脂材料によって形成されている。

対向電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤにおいて略全面にわたって延在している。すなわち、対向電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤにおいて、オーバーコート層３３の上に形成されている。この対向電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素ＰＸの第１画素電極ＰＥ１と対向している。また、対向電極ＣＥは、遮光エリアＳＬＤにおいて各ダミー画素ＤＰの第２画素電極ＰＥ２と対向している。このような対向電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な酸化物導電材料によって形成されている。この対向電極ＣＥは、第２配向膜３４によって覆われている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜２３及び第２配向膜３４が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜２３と対向基板ＣＴの第２配向膜３４との間には、図示を省略するスペーサ（後述するが、樹脂材料によってアレイ基板ＡＲに一体的に形成された柱状スペーサ）が配置され、これにより、所定のセルギャップが形成される。

液晶層ＬＱは、上述したセルギャップに封入されている。すなわち、液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＰＥ（第１画素電極ＰＥ１及び第２画素電極ＰＥ２を含む）と対向基板ＣＴの対向電極ＣＥとの間に保持された液晶組成物によって構成されている。液晶層ＬＱの液晶分子は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に電界が形成されていない初期状態では、スプレイ配向している。画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に閾値電圧以上の電圧が印加された状態では、液晶分子は、スプレイ配向からベンド配向に転移する。画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間にさらに高位の電圧が印加された状態では、液晶分子の大部分は、電界方向に配向する。

なお、図３には図示していないが、第１絶縁基板２０の外面及び第２絶縁基板３０の外面には、それぞれ偏光板が配置され、第１絶縁基板２０の外面及び第２絶縁基板３０の外面の少なくとも一方には、偏光板に加えて位相差板が配置されている。上記のような画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間の電界に応じた液晶分子の駆動に伴い、液晶層ＬＱにおけるリタデーションが変化し、液晶表示パネルＬＰＮを通過した光が第２絶縁基板３０側の偏光板を選択的に透過し、アクティブエリアＡＣＴに画像が表示される。遮光エリアＳＬＤにおいても、アクティブエリアＡＣＴと同様に液晶分子が駆動されるが、遮光層３１が配置されているため、表示には寄与しない。

上述したＯＣＢモードの液晶表示装置においては、液晶分子の駆動に伴い、液晶層ＬＱに含まれる不純物あるいはイオンがアクティブエリアＡＣＴの周辺に向かって移動し、アクティブエリアＡＣＴの周辺部に偏在するおそれがある。このような不純物等が偏在した領域では、他の領域とは見映えが異なり、例えば、白ムラなどの表示ムラとして視認される場合がある。

したがって、ＯＣＢモードの液晶表示装置においては、アクティブエリアＡＣＴの外側の遮光エリアＳＬＤは、アクティブエリアＡＣＴの画素ＰＸと実質的に同等に構成されたダミー画素ＤＰを備え、表示ムラの原因となりうる不純物等を吸収している。これにより、不純物等が偏在する領域は、アクティブエリアＡＣＴには形成されず、遮光エリアＳＬＤには形成されるものの、表示に寄与しない。このため、不純物等に起因した表示ムラの発生を抑制することができる。

一方で、ＯＣＢモードの液晶表示装置においては、液晶層ＬＱにおけるリタデーションの制御が極めて重要であり、リタデーションに影響を与えるセルギャップは、精度良く設定される必要がある。このことは、表示に寄与しない遮光エリアＳＬＤにおいても、重要である。すなわち、遮光エリアＳＬＤは、アクティブエリアＡＣＴの周囲に形成されているため、遮光エリアＳＬＤのセルギャップが所望の設定値からずれた場合、この遮光エリアＳＬＤに近接するアクティブエリアＡＣＴの周辺部のセルギャップに影響を及ぼすおそれがある。

例えば、遮光エリアＳＬＤのセルギャップが所望の設定値よりも小さくなってしまった場合、例えアクティブエリアＡＣＴのセルギャップが所望の設定値となるように形成されていたとしても、遮光エリアＳＬＤに近接するアクティブエリアＡＣＴの周辺部においては遮光エリアＳＬＤのセルギャップの影響を受け、アクティブエリアＡＣＴの周辺部におけるセルギャップは、設定値よりも小さくなるおそれがある。この場合には、アクティブエリアＡＣＴの周辺部は、アクティブエリアＡＣＴの中央部とは見映えが異なり、表示ムラとして視認されるおそれがある。

そこで、本実施形態においては、遮光エリアＳＬＤにおいても、所望のセルギャップが形成されるように構成されている。以下に、詳述する。

図４は、アクティブエリアＡＣＴ及び遮光エリアＳＬＤに配置された遮光層３１及びカラーフィルタ層３２のレイアウトを概略的に示す上面図である。

まず、アクティブエリアＡＣＴの構成について説明する。

遮光層３１は、格子状に形成され、ブラックマトリクスをなしている。すなわち、この遮光層３１は、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状の第１帯状部３１１及び第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状の第２帯状部３１２を含んでいる。第１帯状部３１１は、例えば、第２帯状部３１２よりも幅広に形成され、第１幅Ｗ１を有している。

第１帯状部３１１は、アレイ基板側に形成されたゲート配線Ｇや補助容量線Ｃの直上に位置している。この第１帯状部３１１は、また、アレイ基板側のアクティブエリアＡＣＴに形成された第１柱状スペーサＳＰ１の直上を通るように形成されている。第２帯状部３１２は、アレイ基板側に形成されたソース配線Ｓの直上に位置している。

これらの第１帯状部３１１及び第２帯状部３１２は、互いに交差して格子を形成している。このような遮光層３１には、略長方形状の開口部ＰＲ、ＰＧ、ＰＢが形成されている。これらの開口部ＰＲ、ＰＧ、ＰＢは、実質的に表示に寄与する領域である。図示した例では、アクティブエリアＡＣＴにおいて、３個の開口部ＰＲ、ＰＧ、ＰＢが第１方向Ｘに並んでいる。ここでは例えば、開口部ＰＲが赤色を表示する赤画素に対応し、開口部ＰＧが緑色を表示する緑画素に対応し、開口部ＰＢが青色を表示する青画素に対応するものとする。これらの開口部ＰＲ、ＰＧ、及び、ＰＢは、アレイ基板側のスイッチング素子ＳＷに接続された第１画素電極ＰＥ１と対向している。

開口部ＰＲと開口部ＰＧとの間、及び、開口部ＰＧと開口部ＰＢとの間には、それぞれ第２帯状部３１２が位置している。複数の開口部ＰＲは、第２方向Ｙに並んでいる。同様に、複数の開口部ＰＧは第２方向Ｙに並んでおり、また、複数の開口部ＰＢは第２方向Ｙに並んでいる。第２方向Ｙに並んだ２つの開口部ＰＲの間には、第１帯状部３１１が位置している。同様に、第２方向Ｙに並んだ２つの開口部ＰＧの間、及び、第２方向Ｙに並んだ２つの開口部ＰＢの間には、それぞれ第１帯状部３１１が位置している。なお、第１柱状スペーサＳＰ１は、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＧの間に位置している。

上記したように、カラーフィルタ層は、赤画素に対応して配置される赤色カラーフィルタ層（第３カラーフィルタ層に相当）３２Ｒ、緑画素に対応して配置される緑色カラーフィルタ層（第１カラーフィルタ層に相当）３２Ｇ、及び、青画素に対応して配置される青色カラーフィルタ層（第４カラーフィルタ層に相当）３２Ｂからなる。

赤色カラーフィルタ層３２Ｒは、第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。この赤色カラーフィルタ層３２Ｒは、遮光層３１に形成された開口部ＰＲの各々を覆うとともに、遮光層３１と交差している。すなわち、赤色カラーフィルタ層３２Ｒは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＲの各々に配置される。また、この赤色カラーフィルタ層３２Ｒは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＲの間に位置する第１帯状部３１１に重なっている。

緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。図示した例では、緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、赤色カラーフィルタ層３２Ｒから離間しているが、赤色カラーフィルタ層３２Ｒと接していても良いし、その一部が赤色カラーフィルタ層３２Ｒに重なっていても良い。

この緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、遮光層３１に形成された開口部ＰＧの各々を覆うとともに、遮光層３１と交差している。すなわち、緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＧの各々に配置されている。また、この緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＧの間に位置する第１帯状部３１１に重なっている。つまり、緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、第１柱状スペーサＳＰ１の直上で遮光層３１の第１帯状部３１１と交差している。

青色カラーフィルタ層３２Ｂは、第２方向Ｙに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。図示した例では、青色カラーフィルタ層３２Ｂは、緑色カラーフィルタ層３２Ｇから離間しているが、緑色カラーフィルタ層３２Ｇと接していても良いし、その一部が緑色カラーフィルタ層３２Ｇに重なっていても良い。

この青色カラーフィルタ層３２Ｂは、遮光層３１に形成された開口部ＰＢの各々を覆うとともに、遮光層３１と交差している。すなわち、青色カラーフィルタ層３２Ｂは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＢの各々に配置されている。また、この青色カラーフィルタ層３２Ｂは、第２方向Ｙに並んだ開口部ＰＢの間に位置する第１帯状部３１１に重なっている。

次に、遮光エリアＳＬＤの構成について説明する。

遮光層３１は、遮光エリアＳＬＤにおいて略全面にわたって延在している。つまり、この遮光層３１は連続膜であり、遮光層３１には開口部が形成されていない。このため、遮光層３１は、ゲート配線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース配線Ｓの直上に位置するとともに、ダミー画素ＤＰ（便宜上、図中には線で示す）にも配置されている。このダミー画素ＤＰは、アレイ基板側のスイッチング素子ＳＷに接続された第２画素電極ＰＥ２と対向する領域である。

ダミーカラーフィルタ層（第２カラーフィルタ層に相当）３２Ｄは、第１方向Ｘに沿って直線的に延出した帯状に形成されている。このダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、遮光層３１に重なっている。このダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、アレイ基板側に形成されたゲート配線Ｇや補助容量線Ｃの直上に位置している。また、このダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、アレイ基板側の遮光エリアＳＬＤに形成された第２柱状スペーサＳＰ２の直上を通るように形成されている。第２柱状スペーサＳＰ２は、第２方向Ｙに並んだダミー画素ＤＰの間に位置している。

このダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、第２幅Ｗ２を有している。緑色カラーフィルタ層３２Ｇと交差する第１帯状部３１１の第１幅Ｗ１は、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄの第２幅Ｗ２よりも太い。

このようなダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、例えば、緑色カラーフィルタ層３２Ｇと同一材料によって形成されている。このため、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、緑色カラーフィルタ層３２Ｇと同一工程で形成可能である。

図５は、図４に示した第１柱状スペーサＳＰ１を含むＡ−Ｂ線で切断した液晶表示パネルＬＰＮの断面を概略的に示す図である。

第１柱状スペーサＳＰ１は、アレイ基板ＡＲに備えられている。この第１柱状スペーサＳＰ１は、ゲート配線Ｇや補助容量線Ｃの直上に位置している。図示した例では、第１柱状スペーサＳＰ１は、第１画素電極ＰＥ１の上に形成されているが、第２層間絶縁膜２２の上に形成されても良い。この第１柱状スペーサＳＰ１は、第１画素電極ＰＥ１とともに第１配向膜２３によって覆われている。このような第１柱状スペーサＳＰ１は、例えば、樹脂材料によって形成されている。

対向基板ＣＴは、第１柱状スペーサＳＰ１の直上に形成された第１台座ＰＤ１を備えている。この第１台座ＰＤ１は、複数の層を積層した積層体によって構成され、少なくとも、第１帯状部（遮光層）３１１、緑色カラーフィルタ層（第１カラーフィルタ層）３２Ｇ、及び、オーバーコート層３３を含んでいる。

すなわち、対向基板ＣＴにおいて、第１柱状スペーサＳＰ１の直上には、第１幅Ｗ１の第１帯状部３１１が位置している。この第１帯状部３１１は、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成されている。緑色カラーフィルタ層３２Ｇは、第１帯状部３１１と交差し、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成されるとともに第１柱状スペーサＳＰ１の直上において第１帯状部３１１に積層されている。

オーバーコート層３３は、緑色カラーフィルタ層３２Ｇの上に形成されており、当然のことながら、第１柱状スペーサＳＰ１の直上において、緑色カラーフィルタ層３２Ｇに積層されている。対向電極ＣＥは、オーバーコート層３３の上に形成されており、第１柱状スペーサＳＰ１の直上において、オーバーコート層３３に積層されている。第２配向膜３４は、対向電極ＣＥの上に形成されており、第１柱状スペーサＳＰ１の直上において、対向電極ＣＥに積層されている。

図示した例では、第１台座ＰＤ１は、第１帯状部３１１、緑色カラーフィルタ層３２Ｇ、オーバーコート層３３、対向電極ＣＥ、及び、第２配向膜３４の積層体である。この第１台座ＰＤ１は、第２絶縁基板３０の内面３０Ａから第１高さＨ１を有している。すなわち、第１高さＨ１は、第１帯状部３１１の膜厚Ｔ１１、第１帯状部３１１の上の緑色カラーフィルタ層３２Ｇの膜厚Ｔ１２、緑色カラーフィルタ層３２Ｇの上のオーバーコート層３３の膜厚Ｔ１３、オーバーコート層３３の上の対向電極ＣＥの膜厚Ｔ１４、及び、対向電極ＣＥの上の第２配向膜３４の膜厚Ｔ１５の総和に相当する。

なお、緑色カラーフィルタ層３２Ｇ及びオーバーコート層３３は、樹脂材料によって形成されている。このため、これらの緑色カラーフィルタ層３２Ｇ及びオーバーコート層３３を形成する過程では、段差部分において樹脂材料がレベリングされる傾向にある。このため、緑色カラーフィルタ層３２Ｇについては、第１帯状部３１１と第１柱状スペーサＳＰ１との間の部分の膜厚Ｔ１２よりも、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成された部分の膜厚Ｔ１６の方が厚くなる傾向にある。同様に、オーバーコート層３３については、第１帯状部３１１と第１柱状スペーサＳＰ１との間の部分の膜厚Ｔ１３よりも、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成された緑色カラーフィルタ層３２Ｇに重なる部分の膜厚Ｔ１７の方が厚くなる傾向にある。

図６は、図４に示した第２柱状スペーサＳＰ２を含むＣ−Ｄ線で切断した液晶表示パネルＬＰＮの断面を概略的に示す図である。

第２柱状スペーサＳＰ２は、第１柱状スペーサＳＰ１と同様に、アレイ基板ＡＲに備えられている。この第２柱状スペーサＳＰ２は、ゲート配線Ｇや補助容量線Ｃの直上に位置している。図示した例では、第２柱状スペーサＳＰ２は、第２画素電極ＰＥ２の上に形成されているが、第２層間絶縁膜２２の上に形成されても良い。この第２柱状スペーサＳＰ２は、第２画素電極ＰＥ２とともに第１配向膜２３によって覆われている。このような第２柱状スペーサＳＰ２は、例えば、樹脂材料によって形成され、しかも、第１柱状スペーサと同一材料によって形成されている。このため、第２柱状スペーサＳＰ２は、第１柱状スペーサＳＰ１と同一工程で形成可能である。

第１絶縁基板２０の上面から第１柱状スペーサＳＰ１を覆う第１配向膜２３までの高さは、第１絶縁基板２０の上面から第２柱状スペーサＳＰ２を覆う第１配向膜２３までの高さと実質的に同一である。

対向基板ＣＴは、第２柱状スペーサＳＰ２の直上に形成された第２台座ＰＤ２を備えている。この第２台座ＰＤ２は、第１台座ＰＤ１の第１高さＨ１と略同等の第２高さＨ２を有している。このような第２台座ＰＤ２は、複数の層を積層した積層体によって構成され、少なくとも、遮光層３１、ダミーカラーフィルタ層（第２カラーフィルタ層）３２Ｄ、及び、オーバーコート層３３を含んでいる。

すなわち、対向基板ＣＴにおいて、遮光層３１は、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成されており、当然のことながら、第２柱状スペーサＳＰ２の直上にも位置している。第２幅Ｗ２のダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、第２柱状スペーサＳＰ２の直上において、遮光層３１に積層されている。

オーバーコート層３３は、遮光層３１の上に形成されるとともに、第２柱状スペーサＳＰ２の直上において、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄに積層されている。対向電極ＣＥは、オーバーコート層３３の上に形成されており、第２柱状スペーサＳＰ２の直上においてオーバーコート層３３に積層されている。第２配向膜３４は、対向電極ＣＥの上に形成されており、第２柱状スペーサＳＰ２の直上において対向電極ＣＥに積層されている。

図示した例では、第２台座ＰＤ２は、遮光層３１、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄ、オーバーコート層３３、対向電極ＣＥ、及び、第２配向膜３４の積層体である。この第２台座ＰＤ２において、第２絶縁基板３０の内面３０Ａからの第２高さＨ２は、遮光層３１の膜厚Ｔ２１、遮光層３１の上のダミーカラーフィルタ層３２Ｄの膜厚Ｔ２２、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄの上のオーバーコート層３３の膜厚Ｔ２３、オーバーコート層３３の上の対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２４、及び、対向電極ＣＥの上の第２配向膜３４の膜厚Ｔ２５の総和に相当する。

遮光層３１の膜厚Ｔ２１は、第１帯状部３１１の膜厚Ｔ１１と略同一である。また、対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２４は、膜厚Ｔ１４と略同一である。また、第２配向膜３４の膜厚Ｔ２５は、膜厚Ｔ１５と略同一である。

ダミーカラーフィルタ層３２Ｄについては、略平坦な下地である遮光層３１の上に形成されているため、ほとんどレベリングされることはなく、その膜厚Ｔ２２は、第１帯状部３１１の上における緑色カラーフィルタ層３２Ｇの膜厚Ｔ１２よりも厚い。なお、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄの膜厚Ｔ２２は、緑色カラーフィルタ層３２Ｇの膜厚Ｔ１６と略同一である。

オーバーコート層３３については、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄの上でレベリングされる。ダミーカラーフィルタ層３２Ｄと第２柱状スペーサＳＰ２との間の部分の膜厚Ｔ２３よりも、遮光層３１に重なる部分の膜厚Ｔ２６の方が厚くなる傾向にある。また、このオーバーコート層３３については、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄの第２幅Ｗ２は、第１帯状部３１１の第１幅Ｗ１よりも小さいため、第１帯状部３１１と第１柱状スペーサＳＰ１との間の部分の膜厚Ｔ１３よりも、ダミーカラーフィルタ層３２Ｄと第２柱状スペーサＳＰ２との間の部分の膜厚Ｔ２３の方が薄い。

このような構成により、アクティブエリアＡＣＴにおいては、アレイ基板側に形成された第１柱状スペーサＳＰ１は対向基板側に形成された第１台座ＰＤ１に支持され、遮光エリアＳＬＤにおいては、アレイ基板側に形成された第２柱状スペーサＳＰ２は対向基板側に形成された第２台座ＰＤ２に支持される。

このとき、第１台座ＰＤ１の第１高さＨ１と第２台座ＰＤ２の第２高さＨ２とは略同等であるため、第１柱状スペーサＳＰ１と第１台座ＰＤ１とによって形成されるアクティブエリアＡＣＴのセルギャップと、第２柱状スペーサＳＰ２と第２台座ＰＤ２とによって形成される遮光エリアＳＬＤのセルギャップとは実質的に同一となる。

このように、遮光エリアＳＬＤにおいて、所望のセルギャップを形成することができるため、遮光エリアＳＬＤに近接するアクティブエリアＡＣＴの周辺部においても所望のセルギャップを形成することが可能となる。したがって、アクティブエリアＡＣＴの略全体にわたり、表示ムラの発生を抑制することができ、表示品位の良好なＯＣＢモードの液晶表示装置を提供することができる。

図７は、図４に示したアクティブエリアＡＣＴをＥ−Ｆ線で切断した液晶表示パネルＬＰＮの断面を概略的に示す図である。

ＯＣＢモードの液晶表示装置については、先に説明したように、液晶層ＬＱにおけるリタデーションの制御が極めて重要である。リタデーションは、波長依存性があるため、赤色カラーフィルタ層３２Ｒが配置される赤画素、緑色カラーフィルタ層３２Ｇが配置される緑画素、及び、青色カラーフィルタ層３２Ｂが配置される青画素の各々について、最適なリタデーションが異なる。このように、色画素毎に最適なリタデーションが異なることに対応して、本実施形態においては、マルチギャップ構造を採用可能である。

すなわち、各ソース配線Ｓの直上に位置する第２帯状部３１２の間には、それぞれ開口部ＰＲ、ＰＧ、及び、ＰＢが形成されている。開口部ＰＲ、ＰＧ、及び、ＰＢの各々は、第１画素電極ＰＥ１と対向している。開口部ＰＲには、赤色カラーフィルタ層３２Ｒが配置されている。この赤色カラーフィルタ層３２Ｒは、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成され、その一部は第２帯状部３１２に重なっている。同様に、開口部ＰＧには緑色カラーフィルタ層３２Ｇが配置され、開口部ＰＢには青色カラーフィルタ層３２Ｂが配置されている。

赤色カラーフィルタ層３２Ｒの内面３０Ａからの膜厚は、緑色カラーフィルタ層３２Ｇの内面３０Ａからの膜厚及び青色カラーフィルタ層３２Ｂの内面３０Ａからの膜厚よりも薄い。また、緑色カラーフィルタ層３２Ｇの内面３０Ａからの膜厚は、青色カラーフィルタ層３２Ｂの内面３０Ａからの膜厚よりも薄い。

これにより、第１画素電極ＰＥ１と赤色カラーフィルタ層３２Ｒとの間の液晶層ＬＱのセルギャップＧＲ、第１画素電極ＰＥ１と緑色カラーフィルタ層３２Ｇとの間の液晶層ＬＱのセルギャップＧＧ、及び、第１画素電極ＰＥ１と青色カラーフィルタ層３２Ｂとの間の液晶層ＬＱのセルギャップＧＢの大小関係は次のようになる。

ＧＲ＞ＧＧ＞ＧＢ
このようなマルチギャップ構造を採用したことにより、各色画素においてリタデーションを最適化することができ、良好な表示品位を得ることが可能となる。

特に、緑画素の輝度は、赤画素の輝度及び青画素の輝度よりも表示輝度に大きく貢献するため、アクティブエリアＡＣＴに配置された緑画素のリタデーションを最適化すべく、セルギャップＧＧが所望の設定値となることが要求される。このため、アクティブエリアＡＣＴに配置された第１柱状スペーサＳＰ１は、図５などを参照して説明したように、所望の膜厚に制御された緑色カラーフィルタ層３２Ｇを含む第１台座ＰＤ１に支持され、所望のセルギャップＧＧを形成している。

一方で、遮光エリアＳＬＤに配置された第２柱状スペーサＳＰ２は、緑色カラーフィルタ層３２Ｇと同一材料により同一工程で形成されたダミーカラーフィルタ層３２Ｄを含む第２台座ＰＤ２に支持されている。このため、ダミー画素ＰＤにおいては、アクティブエリアＡＣＴのセルギャップＧＧと略同等のセルギャップが形成される。したがって、遮光エリアＳＬＤに近接するアクティブエリアＡＣＴの周辺部においても緑画素において所望のセルギャップＧＧを形成することが可能となる。これにより、アクティブエリアＡＣＴの略全体にわたり、輝度を向上することができ、表示品位の良好なＯＣＢモードの液晶表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

例えば、図４に示したダミーカラーフィルタ層３２Ｄは、第１方向Ｘに沿った直線状に形成したが、第２方向Ｙに沿った直線状に形成しても良い。

１…液晶表示装置
ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＸ…画素 ＳＬＤ…遮光エリア ＤＰ…ダミー画素
ＳＰ１…第１柱状スペーサ ＰＤ１…第１台座
ＳＰ２…第２柱状スペーサ ＰＤ２…第２台座
ＰＥ１…第１画素電極 ＰＥ２…第２画素電極
３１…遮光層 ３１１…第１帯状部 ３１２…第２帯状部
３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層 ３２Ｄ…ダミーカラーフィルタ層
３３…オーバーコート層 ＣＥ…対向電極

Claims (5)

1. アクティブエリアに配置された第１画素電極及び第１柱状スペーサと、アクティブエリアを囲む遮光エリアに配置された第２画素電極及び第２柱状スペーサと、を備えた第１基板と、
   アクティブエリアにおいて前記第１柱状スペーサの直上を通る帯状に形成されるとともに前記第２柱状スペーサの直上を含む遮光エリアにわたって延在した遮光層と、前記第１柱状スペーサの直上で前記遮光層に交差する第１カラーフィルタ層と、前記第２柱状スペーサの直上で前記遮光層の上に配置された帯状の第２カラーフィルタ層と、前記第１柱状スペーサの直上を含むアクティブエリア及び前記第２柱状スペーサの直上を含む遮光エリアにわたって延在したオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に配置され前記第１画素電極及び前記第２画素電極と対向する対向電極と、を備えた第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を具備するＯＣＢモードの液晶表示装置であって、
   前記遮光層、前記第１カラーフィルタ層、及び、前記オーバーコート層を含み、前記第１柱状スペーサの直上に形成された第１台座の高さと、前記遮光層、前記第２カラーフィルタ層、及び、前記オーバーコート層を含み、前記第２柱状スペーサの直上に形成された第２台座の高さとは略同等であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１台座を成す前記遮光層上の前記第１カラーフィルタ層の膜厚は、前記第２台座を成す前記遮光層上の前記第２カラーフィルタ層の膜厚よりも薄く、しかも、
   前記第１台座を成す前記第１カラーフィルタ層上の前記オーバーコート層の膜厚は、前記第２台座を成す前記第２カラーフィルタ層上の前記オーバーコート層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１カラーフィルタ層と交差する前記遮光層の幅は、前記第２カラーフィルタ層の幅よりも太いことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１カラーフィルタ層及び前記第２カラーフィルタ層は、緑色であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１カラーフィルタ層は緑色であり、
   さらに、前記第１カラーフィルタ層よりも薄い膜厚の赤色の第３カラーフィルタ層と、第１カラーフィルタ層よりも厚い膜厚の青色の第４カラーフィルタ層とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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