JP2012022198A - 液晶表示装置 - Google Patents

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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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