JP2015069119A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】混色に起因する表示品位の低下を抑えつつ、画素の開口率の向上を図ることができる表示装置を提供する。【解決手段】赤色画素Prと緑色画素Pgとの間に配置されるブラックマトリクスBMrgの行方向の幅の中心位置rg1が、ブラックマトリクスBMrgに平面視で重なるデータ線DLの行方向の線幅の中心位置m1よりも赤色画素Pr側にずれており、緑色画素Pgと青色画素Pbとの間に配置されるブラックマトリクスBMgbの行方向の幅の中心位置gb1が、ブラックマトリクスBMgbに平面視で重なるデータ線DLの行方向の線幅の中心位置m1よりも青色画素Pb側にずれている。【選択図】図3
Description
本発明は、表示装置に関する。
液晶表示装置は、背面側に配置される薄膜トランジスタ基板(以下、TFT基板という。)と、前面側(表示面側)に配置され、TFT基板に対向するカラーフィルタ基板(以下、CF基板という。)と、TFT基板及びCF基板の間に挟持される液晶層と、を含んでいる。CF基板には、異なる色(例えば赤色、緑色、青色)の着色部と、各着色部の境界に配置される遮光部(以下、ブラックマトリクスという。)とが形成されている。従来、液晶表示装置において、TFT基板とCF基板とを貼り合わせる際の位置ずれ等により、隣り合う画素領域からの光漏れに起因した混色が発生する問題が知られている。混色は、特に視野方向が斜め方向となる場合に顕著に表れ、表示品位の低下を招く。例えば、赤色画素を斜め方向から見ると青色が混ざった色味になり、所望の表示品位を得られない。
この混色の発生を低減する技術が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の液晶表示装置では、ブラックマトリクスの形成領域に、TFT基板とCF基板とを貼り合わせる際の位置ずれ量を考慮した領域と、液晶パネルを斜め方向から見た場合の遮光を考慮した領域とを加えている。
しかしながら、特許文献1の技術では、ブラックマトリクスの幅が大きくなるため、画素の開口率が低下するという問題が生じる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、混色に起因する表示品位の低下を抑えつつ、画素の開口率の向上を図ることができる表示装置を提供することにある。
本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、対向配置された、背面側の第1基板と表示面側の第2基板とを備え、前記第1基板には、複数のデータ線と、複数のゲート線と、該データ線が延在する列方向及び該ゲート線が延在する行方向に形成される複数の画素それぞれに対応して配置された複数の画素電極と、が形成されており、前記第2基板には、前記複数の画素それぞれに対応して配置された、光を透過する複数の光透過部と、該複数の光透過部それぞれの周囲に形成され、光の透過を遮断する遮光部と、が形成されており、前記複数の画素は、赤色の光を透過する赤色光透過部に対応する赤色画素と、緑色の光を透過する緑色光透過部に対応する緑色画素と、青色の光を透過する青色光透過部に対応する青色画素と、を含み、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅の中心位置が、該遮光部に平面視で重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置よりも前記赤色画素側にずれており、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅の中心位置が、該遮光部に平面視で重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置よりも前記青色画素側にずれている、ことを特徴とする。
本発明に係る表示装置では、前記赤色画素、前記緑色画素、及び前記青色画素が行方向にこの順に繰り返し配列されており、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅、及び、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅は、前記赤色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅よりも小さいことが好ましい。
本発明に係る表示装置では、前記緑色光透過部における行方向の幅は、前記赤色光透過部における行方向の幅よりも大きく、かつ、前記青色光透過部における行方向の幅よりも大きいことが好ましい。
本発明に係る表示装置では、平面視で、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離は、該赤色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離と等しく、かつ、平面視で、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離は、該青色画素と前記赤色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離と等しいことが好ましい。
本発明に係る表示装置では、前記赤色画素、前記緑色画素、前記青色画素、前記青色画素、前記緑色画素、及び前記赤色画素がこの順に行方向に配列された画素グループが、行方向及び列方向に複数配列されていてもよい。
本発明に係る表示装置では、隣り合う前記青色画素の間に配置される前記遮光部における行方向の幅、及び、隣り合う前記赤色画素の間に配置される前記遮光部における行方向の幅は、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部における行方向の幅、及び、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部における行方向の幅、よりも小さいことが好ましい。
本発明に係る表示装置では、平面視で、隣り合う前記赤色画素の間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における行方向の端部までの距離は、該赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離よりも短く、かつ、平面視で、隣り合う前記青色画素の間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における行方向の端部までの距離は、該青色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離よりも短いことが好ましい。
本発明に係る表示装置の構成によれば、混色に起因する表示品位の低下の影響を受け難い緑色画素の開口幅を大きくすることができる。よって、両基板同士を貼り合わせたときの位置ずれが生じたとしても、混色に起因する表示品位の低下を抑えつつ、画素の開口率の向上を図ることができる。
[実施形態1]
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本発明の実施形態では、液晶表示装置を例に挙げるが、本発明に係る表示装置は液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば有機EL表示装置等であってもよい。
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本発明の実施形態では、液晶表示装置を例に挙げるが、本発明に係る表示装置は液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば有機EL表示装置等であってもよい。
図1は、実施形態1に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。液晶表示装置LCD1は、画像を表示する表示パネルPAと、表示パネルPAを駆動する駆動回路(データ線駆動回路、ゲート線駆動回路)と、駆動回路を制御する制御回路(図示せず)と、表示パネルPAに背面側から光を照射するバックライト(図示せず)と、を含んで構成されている。なお、駆動回路は、表示パネルPAに搭載されていてもよい。
図2は表示パネルPAの一部の構成を示す平面図であり、図3は図2のA−A´断面図である。図3に示すように、表示パネルPAは、背面側に配置される薄膜トランジスタ基板SUB1(以下、TFT基板という。)(第1基板)と、前面側(表示面側)に配置され、TFT基板SUB1に対向するカラーフィルタ基板SUB2(以下、CF基板という。)(第2基板)と、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の間に挟持される液晶層LCと、を含んでいる。なお、図2は便宜上、前面側から、CF基板SUB2を透視し、TFT基板SUB1を見た状態を示している。図4は、CF基板SUB2に設けられる遮光部(以下、ブラックマトリクスBMという。)の一部の構成を示す平面図である。図4は、前面側から見た状態を示している。
図1及び図2に示すように、TFT基板SUB1には、列方向に延在する複数のデータ線DLと、行方向に延在する複数のゲート線GLとが形成され、複数のデータ線DLと複数のゲート線GLとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタ(以下、TFTという。)が形成され、隣り合う2本のデータ線DLと隣り合う2本のゲート線GLとにより囲まれる矩形領域が1つの画素Pとして規定され、該画素Pがマトリクス状(行方向及び列方向)に複数配置されている。各画素Pには、スズ添加酸化インジウム(ITO)等の透明導電膜からなる画素電極PITが設けられている。図2に示すように、各画素電極PITは、開口部(例えばスリット)を有し、ストライプ状に形成されている。TFTは、ゲート絶縁膜(図示せず)上に、非晶質シリコン(aSi)からなる半導体層SEMが形成され、半導体層SEM上にドレイン電極SM及びソース電極(図示せず)が形成されている。ドレイン電極SMはデータ線DLに電気的に接続され、ソース電極と画素電極PITとはコンタクトホールCONTを介して電気的に接続されている。なお、データ線DLは、行方向に等間隔P1で配列されている。
図3及び図4に示すように、CF基板SUB2には、各画素Pに対応して光透過部Cが形成されている。光透過部Cは、光の透過を遮断するブラックマトリクスBMで囲まれており、矩形状に形成されている。また、複数の光透過部Cは、赤色の着色部(赤色部CFr)が形成され、赤色(R色)の光を透過する赤色光透過部Crと、緑色の着色部(緑色部CFg)が形成され、緑色(G色)の光を透過する緑色光透過部Cgと、青色の着色部(青色部CFb)が形成され、青色(B色)の光を透過する青色光透過部Cbと、を含んでいる。赤色光透過部Cr、緑色光透過部Cg、及び青色光透過部Cbが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の光透過部Cが列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合う光透過部Cの間の領域にブラックマトリクスBMが形成されている。
図2及び図3に示すように、複数の画素Pは、赤色光透過部Crに対応する赤色画素Prと、緑色光透過部Cgに対応する緑色画素Pgと、青色光透過部Cbに対応する青色画素Pbと、を含んでいる。また、これらの画素Pは光透過部Cの配置に対応して配列されており、赤色画素Pr、緑色画素Pg、及び青色画素Pbが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の画素Pが列方向に配列されている。m1は、データ線DLの中心線を表している。
画素Pを構成する各部の積層構造は、図3の構成に限定されるものではなく、周知の構成を適用することができる。図3に示す構成では、TFT基板SUB1において、ガラス基板GB上にゲート線GL(図示せず)が形成され、ゲート線GLを覆うように絶縁膜GSNが形成され、絶縁膜GSN上にデータ線DLが形成され、データ線DLを覆うように絶縁膜PASが形成され、絶縁膜PAS上に共通電極CITが形成され、共通電極CITを覆うように絶縁膜SiNが形成され、絶縁膜SiN上に画素電極PITが形成されている。また、CF基板SUB2において、ガラス基板GB上にブラックマトリクスBM及び着色部CFが形成され、これらを覆うようにオーバーコート層OCが形成されている。その他、図示はしていないが、配向膜、偏光板等が形成されている。図3の構成によれば、本液晶表示装置LCD1は、いわゆるIPS(In Plane Switching)方式の構成を有しているが、本発明に係る表示装置は、これに限定されない。
ここで、隣り合う画素領域から生じる光漏れに起因した混色について考察する。混色は、いわゆる色度差Δ(デルタ)u´v´を用いて表すことができる。色度差Δu´v´とは、xy色度座標を変換することによって作られた、知覚される色差に略比例するu´v´色度図(CIE 1976 UCS色度図)における2点間距離をいう。図5は、色度差Δu´v´の測定結果の一例を示すグラフである。ここでは一例として、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量が0μmの場合の正面方向(極角0度)に対するu´v´色度座標と、位置ずれ量が20μmの場合の極角0度〜85度に対するu´v´色度座標との距離を測定した結果を示している。なお、極角は、表示パネルPAの平面(表示面)における法線方向に対する角度をいう。すなわち、極角0度は表示パネルPAを正面方向から見た場合を意味し、極角90度は表示パネルPAを真横方向から見た場合を意味する。なお、測定結果では、赤色画素Prの色度差Δu´v´と、青色画素Pbの色度差Δu´v´とが略同じ値であったため、図5のグラフでは、代表して、赤色画素Prの色度差Δu´v´を表している。
図5のグラフによれば、極角0度のときの赤色画素Pr(及び青色画素Pb)の色度差Δu´v´が約0.13であり、正面方向から見た場合でも混色が生じていることが分かる。これは、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量が大きく、例えばCF基板SUB2の赤色光透過部Crの一部が、TFT基板SUB1の青色画素Pbの領域に重なっているためである。また、赤色画素Pr及び青色画素Pbの色度差Δu´v´に対して、緑色画素Pgの色度差Δu´v´が低いことが分かる。具体的には、緑色画素Pgは、色度差Δu´v´が0.02以下である。これは、人間の目で混色を認識し難いレベルであり、人間の目にとって、緑色における混色に対する耐性が高いことが分かる。
このような特性を有する混色は、画素の開口率(開口幅)と相関関係があり、開口率が高くなる程、混色が生じ易くなる(色度差Δu´v´が大きくなる)ことが一般的である。しかし、上記の測定結果(図5参照)によれば、緑色画素Pgについては、人間の目で混色を認識し難い範囲内であれば、さらに開口率を高めることが可能であると考えられる。なお、緑色画素Pgの開口率(開口幅)の向上に伴い、赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口率(開口幅)が低下すると、液晶表示装置全体の画素の開口率が低下してしまうため、赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口率(開口幅)を維持しつつ、緑色画素Pgのみの開口率(開口幅)の向上を図ることが好ましい。これにより、混色に起因する表示品位の低下を抑えつつ、液晶表示装置LCD1の画素の開口率を向上させることができる。以下では、上記効果を得るための具体的な構成について説明する。
図3及び図4に示すように、青色画素Pb(青色光透過部Cb)と赤色画素Pr(赤色光透過部Cr)との境界に配置されるブラックマトリクスBMbrの中心線は、ブラックマトリクスBMbrに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1と一致している。赤色画素Prと緑色画素Pg(緑色光透過部Cg)との境界に配置されるブラックマトリクスBMrgの中心線rg1は、ブラックマトリクスBMrgに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1よりも赤色画素Pr側にずれている。緑色画素Pgと青色画素Pbとの境界に配置されるブラックマトリクスBMgbの中心線gb1は、ブラックマトリクスBMgbに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1よりも青色画素Pb側にずれている。また、ブラックマトリクスBMrgの行方向の幅Trgと、ブラックマトリクスBMgbの行方向の幅Tgbとは、互いに等しく、かつ、ブラックマトリクスBMbrの行方向の幅Tbrよりも小さい(Trg=Tgb<Tbr)。さらに、ブラックマトリクスBMbrの幅Tbrにおいて、データ線DLの中心線m1から青色画素Pb側の端部までの距離Tb1と、中心線m1から赤色画素Pr側の端部までの距離Tr1とは等しい(Tb1=Tr1)。ブラックマトリクスBMrgの幅Trgにおいて、データ線DLの中心線m1から緑色画素Pg側の端部までの距離Tg1は、中心線m1から赤色画素Pr側の端部までの距離Tr1よりも小さい(Tg1<Tr1)。ブラックマトリクスBMgbの幅Tgbにおいて、データ線DLの中心線m1から緑色画素Pg側の端部までの距離Tg1は、中心線m1から青色画素Pb側の端部までの距離Tb1よりも小さい(Tg1<Tb1)。
上記の構成により、緑色画素Pg(緑色光透過部Cg)の開口幅Wg1は、赤色画素Pr(赤色光透過部Cr)の開口幅Wr1及び青色画素Pb(青色光透過部Cb)の開口幅Wb1よりも、Δαだけ大きくなっている。Δαは、以下の式で表される。
Δα=(Tr1−Tg1)+(Tb1−Tg1)
=(Tr1−Tg1)×2
=(Tb1−Tg1)×2
Δα=(Tr1−Tg1)+(Tb1−Tg1)
=(Tr1−Tg1)×2
=(Tb1−Tg1)×2
図6(a)は、比較形態に係るブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図であり、図6(b)は、実施形態1に係るブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図である。比較形態に係るブラックマトリクスBMでは、全てのブラックマトリクスBMの幅T0が等しく、かつ、幅T0の中心線がデータ線DLの中心線m1と一致している。よって、赤色画素Prの開口幅Wr0、緑色画素Pgの開口幅Wg0、及び青色画素Pbの開口幅Wb0は、相互に等しくなっている。これに対して、実施形態1では、上記のように、赤色画素Prの開口幅Wr1及び青色画素Pbの開口幅Wb1を維持しつつ、緑色画素Pgの開口幅Wg1を、比較形態における画素の開口幅よりも大きくすることができる。すなわち、実施形態1に係るブラックマトリクスBMは、以下の関係式を満たす構成を有している。
Wr1=Wb1=Wr0=Wg0=Wb0<Wg1
Wr1=Wb1=Wr0=Wg0=Wb0<Wg1
図7は、図6(a)に示す比較形態における色度差Δu´v´の測定結果を示すグラフである。ここでは、全てのブラックマトリクスBMの幅T0を10μmとし、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量を3μmに設定した。なお、測定結果では、赤色画素Prの色度差Δu´v´と、青色画素Pbの色度差Δu´v´とは略同じ値であったため、図7のグラフでは、代表して、赤色画素Prの色度差Δu´v´を表している。
図8は、図6(b)に示す実施形態1における色度差Δu´v´の測定結果を示すグラフである。ここでは、ブラックマトリクスBMの幅を以下のように設定した。また、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量を3μmに設定した。ここでも、赤色画素Prの色度差Δu´v´と、青色画素Pbの色度差Δu´v´とは略同じ値であったため、代表して、赤色画素Prの色度差Δu´v´を表している。
・Tbr=10μm
・Tb1=Tr1=5μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tg1=1.5μm
・Tbr=10μm
・Tb1=Tr1=5μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tg1=1.5μm
図7及び図8のグラフを比較すると、赤色画素Pr及び青色画素Pbの色度差Δu´v´は、比較形態と実施形態1とで変わらないのに対して、緑色画素Pgの色度差Δu´v´は、実施形態1の方が比較形態よりも高くなっている。しかし、実施形態1における緑色画素Pgの色度差Δu´v´は、依然として0.02以下であり、人間の目で混色を認識し難いレベルである。よって、表示画像を視認するレベルにおいては、実施形態1は、比較形態と同等であると言える。
また、実施形態1におけるブラックマトリクスBMrg,BMgbの幅Trg,Tgb(=6.5μm)は、比較形態におけるブラックマトリクスBMの幅T0(=10μm)よりも小さく、かつ、実施形態1におけるブラックマトリクスBMbrの幅Tbr(=10μm)は、比較形態におけるブラックマトリクスBMの幅T0(=10μm)と等しい。すなわち、実施形態1における緑色画素Pgの開口幅Wg1は、比較形態における緑色画素Pgの開口幅Wg0よりも大きく(Wg1>Wg0)、実施形態1における赤色画素Prの開口幅Wr1及び青色画素Pbの開口幅Wb1は、比較形態における赤色画素Prの開口幅Wr0及び青色画素Pbの開口幅Wb0と等しい(Wr1=Wb1=Wr0=Wb0)。よって、実施形態1は、比較形態と比較して、画素の開口率を向上させることができる。
以上より、実施形態1に係る液晶表示装置LCD1によれば、混色に起因する表示品位の低下を抑えつつ、画素の開口率を向上させることができる。
[実施形態2]
本発明の実施形態2について、図面を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1において示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態1において定義した用語については、特に断らない限り、実施形態2においてもその定義に則って用いるものとする。
本発明の実施形態2について、図面を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1において示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態1において定義した用語については、特に断らない限り、実施形態2においてもその定義に則って用いるものとする。
[実施例1]
図9は、実施形態2の実施例1に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。液晶表示装置LCD2では、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の画素Pが列方向に配列されている。すなわち、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが1つの画素グループを構成し、この画素グループが、行方向及び列方向に複数配列されている。この配列により、行方向において、赤色画素Pr同士が隣接し、青色画素Pb同士が隣接し、赤色画素Pr及び青色画素Pbの間に緑色画素Pgが配置される。
図9は、実施形態2の実施例1に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。液晶表示装置LCD2では、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の画素Pが列方向に配列されている。すなわち、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが1つの画素グループを構成し、この画素グループが、行方向及び列方向に複数配列されている。この配列により、行方向において、赤色画素Pr同士が隣接し、青色画素Pb同士が隣接し、赤色画素Pr及び青色画素Pbの間に緑色画素Pgが配置される。
液晶表示装置LCD2のTFT基板SUB1における赤色画素Pr、緑色画素Pg、及び青色画素Pbの構成は、図2に示した構成と同一である。
図10は、実施例1に係る液晶表示装置LCD2の表示パネルPAにおける、図2のA−A´断面図である。図11は、実施例1に係る液晶表示装置LCD2のCF基板SUB2に設けられるブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図である。図11では、1画素グループに対応するブラックマトリクスBMを前面側から見た状態を示している。
図10及び図11に示すように、赤色光透過部Cr、緑色光透過部Cg、青色光透過部Cb、青色光透過部Cb、緑色光透過部Cg、及び赤色光透過部Crが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の光透過部Cが列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合う光透過部Cの間の領域にブラックマトリクスBMが形成されている。光透過部Cに対応して、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の画素Pが列方向に配列されている。
上記の構成によれば、隣り合う赤色画素Pr同士の境界では混色は生じず、隣り合う青色画素Pb同士の境界では混色は生じない。よって、実施形態1に係る液晶表示装置LCD1と比較して、より混色の発生を抑えることができる。
図12は、実施例1における色度差Δu´v´の測定結果を示すグラフである。ブラックマトリクスBMの幅は、実施形態1と同様、以下のように設定した。また、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量を3μmに設定した。なお、赤色画素Prの色度差Δu´v´と、青色画素Pbの色度差Δu´v´とは略同じ値であったため、代表して赤色画素Prの色度差Δu´v´を表している。
・Trr=Tbb=10μm
・Tb1=Tr1=5μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tg1=1.5μm
・Trr=Tbb=10μm
・Tb1=Tr1=5μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tg1=1.5μm
実施形態1の測定結果を示す図8のグラフと、図12のグラフを比較すると、緑色画素Pgの色度差Δu´v´は、実施例1と実施形態1とで変わらないのに対して、赤色画素Pr及び青色画素Pbの色度差Δu´v´は、実施例1の方が実施形態1よりも低くなっている。すなわち、実施例1に係る液晶表示装置LCD2は、実施形態1に係る液晶表示装置LCD1と比較して、より混色の発生を抑えることができる。
同一色の画素が隣り合う画素配列は、図9に示す構成に限定されない。具体的には、図13に示すように、赤色画素Pr、青色画素Pb、緑色画素Pg、緑色画素Pg、青色画素Pb、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列されていてもよい。また、図14に示すように、緑色画素Pg、赤色画素Pr、青色画素Pb、青色画素Pb、赤色画素Pr、及び緑色画素Pgが行方向にこの順に繰り返し配列されていてもよい。これらの構成によれば、同一色が隣接する画素間で混色が生じないため、図9の画素配列と同様、実施形態1に係る液晶表示装置LCD1と比較して、より混色の発生を抑えることができる。
[実施例2]
実施例1に示したように同一色の画素が隣り合って配列される場合、隣り合う画素間では混色が生じないため、このような画素においては、同一色の画素間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を小さくすることにより、開口幅を大きくすることができる。具体的には、赤色画素Pr同士の間に配置されるブラックマトリクスBMrrの幅Trrを、実施例1に係るブラックマトリクスBMrrの幅Trr(図11参照)よりも小さくすることができる。同様に、青色画素Pb同士の間に配置されるブラックマトリクスBMbbの幅Tbbを、実施例1に係るブラックマトリクスBMbbの幅Tbb(図11参照)よりも小さくすることができる。これにより、赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口幅Wr2,Wb2を、実施例1に係る赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口幅Wr1,Wb1(図11参照)よりも大きくすることができる。そのため、実施例1と同様に混色の発生を抑えつつ、画素の開口率をさらに向上させることができる。以下では、開口率をさらに向上させるための、実施例2に係る液晶表示装置LCD2の具体的な構成について説明する。
実施例1に示したように同一色の画素が隣り合って配列される場合、隣り合う画素間では混色が生じないため、このような画素においては、同一色の画素間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を小さくすることにより、開口幅を大きくすることができる。具体的には、赤色画素Pr同士の間に配置されるブラックマトリクスBMrrの幅Trrを、実施例1に係るブラックマトリクスBMrrの幅Trr(図11参照)よりも小さくすることができる。同様に、青色画素Pb同士の間に配置されるブラックマトリクスBMbbの幅Tbbを、実施例1に係るブラックマトリクスBMbbの幅Tbb(図11参照)よりも小さくすることができる。これにより、赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口幅Wr2,Wb2を、実施例1に係る赤色画素Pr及び青色画素Pbの開口幅Wr1,Wb1(図11参照)よりも大きくすることができる。そのため、実施例1と同様に混色の発生を抑えつつ、画素の開口率をさらに向上させることができる。以下では、開口率をさらに向上させるための、実施例2に係る液晶表示装置LCD2の具体的な構成について説明する。
図15は、実施形態2に係る実施例2の液晶表示装置LCD2の表示パネルPAにおける、図2のA−A´断面図である。図16は、実施例2に係る液晶表示装置LCD2のCF基板SUB2に設けられるブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図である。図16では、1画素グループに対応するブラックマトリクスBMを前面側から見た状態を示している。
図15及び図16に示すように、赤色光透過部Cr、緑色光透過部Cg、青色光透過部Cb、青色光透過部Cb、緑色光透過部Cg、及び赤色光透過部Crが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の光透過部Cが列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合う光透過部Cの間の領域にブラックマトリクスBMが形成されている。光透過部Cに対応して、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の画素Pが列方向に配列されている。
赤色画素Pr(赤色光透過部Cr)同士の境界に配置されるブラックマトリクスBMrrの中心線は、ブラックマトリクスBMrrに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1と一致している。赤色画素Prと緑色画素Pg(緑色光透過部Cg)との境界に配置されるブラックマトリクスBMrgの中心線rg1は、ブラックマトリクスBMrgに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1よりも赤色画素Pr側にずれている。緑色画素Pgと青色画素Pb(青色光透過部Cb)との境界に配置されるブラックマトリクスBMgbの中心線gb1は、ブラックマトリクスBMgbに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1よりも青色画素Pb側にずれている。青色画素Pb同士の境界に配置されるブラックマトリクスBMbbの中心線は、ブラックマトリクスBMbbに平面視で重なるデータ線DLの中心線m1と一致している。また、ブラックマトリクスBMrrの行方向の幅Trrと、ブラックマトリクスBMbbの行方向の幅Tbbとは、互いに等しく(Trr=Tbb)、ブラックマトリクスBMrgの行方向の幅Trgと、ブラックマトリクスBMgbの行方向の幅Tgbとは、互いに等しい(Trg=Tgb)。また、ブラックマトリクスBMrrの行方向の幅Trr、及びブラックマトリクスBMbbの行方向の幅Tbbは、ブラックマトリクスBMrgの行方向の幅Trg、及びブラックマトリクスBMgbの行方向の幅Tgbよりも小さい(Trr=Tbb<Trg=Tgb)。さらに、ブラックマトリクスBMrrの幅Trrにおける、データ線DLの中心線m1から赤色画素Pr側の端部までの距離Tr2は、ブラックマトリクスBMrgの幅Trgにおける、データ線DLの中心線m1から赤色画素Pr側の端部までの距離Tr1よりも小さい(Tr2<Tr1)。ブラックマトリクスBMbbの幅Tbbにおける、データ線DLの中心線m1から青色画素Pb側の端部までの距離Tb2は、ブラックマトリクスBMgbの幅Tgbにおける、データ線DLの中心線m1から青色画素Pb側の端部までの距離Tb1よりも小さい(Tb2<Tb1)。ブラックマトリクスBMrgの幅Trgにおいて、データ線DLの中心線m1から緑色画素Pg側の端部までの距離Tg1は、中心線m1から赤色画素Pr側の端部までの距離Tr1よりも小さい(Tg1<Tr1)。ブラックマトリクスBMgbの幅Tgbにおいて、データ線DLの中心線m1から緑色画素Pg側の端部までの距離Tg1は、中心線m1から青色画素Pb側の端部までの距離Tb1よりも小さい(Tg1<Tb1)。
図17(a)は、実施例1に係るブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図であり、図17(b)は、実施例2に係るブラックマトリクスBMの一部の構成を示す平面図である。実施例2の構成によれば、赤色画素Prの開口幅Wr2は、実施例1に係る赤色画素Prの開口幅Wr1よりも、(Tr1−Tr2)だけ大きくなる。また、青色画素Pbの開口幅Wb2は、実施例1に係る青色画素Pbの開口幅Wb1よりも、(Tb1−Tb2)だけ大きくなる。
図18は、実施例2における色度差Δu´v´の測定結果を示すグラフである。ここでは、ブラックマトリクスBMの幅を以下のように設定した。また、TFT基板SUB1及びCF基板SUB2の位置ずれ量を3μmに設定した。なお、赤色画素Prの色度差Δu´v´と、青色画素Pbの色度差Δu´v´とは略同じ値であったため、図18のグラフでは、代表して、赤色画素Prの色度差Δu´v´を表している。
・Trr=Tbb=3μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tr2=Tg1=Tb2=1.5μm
・Tr1=Tb1=5μm
・Trr=Tbb=3μm
・Trg=Tgb=6.5μm
・Tr2=Tg1=Tb2=1.5μm
・Tr1=Tb1=5μm
実施形態1の測定結果を示す図8のグラフと、図18のグラフを比較すると、緑色画素Pgの色度差Δu´v´は、実施例2と実施形態1とで変わらないのに対して、赤色画素Pr及び青色画素Pbの色度差Δu´v´は、実施例2の方が実施形態1よりも低くなっている。すなわち、実施例2に係る液晶表示装置LCD2は、実施形態1に係る液晶表示装置LCD1と比較して、より混色の発生を抑えることができる。
また、実施形態2の実施例1における測定結果を示す図12のグラフと、図18のグラフを比較すると、赤色画素Pr、緑色画素Pg及び青色画素Pbの各色度差Δu´v´は同じである。すなわち、実施例2に係る液晶表示装置LCD2は、同一色の画素間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を小さくすることにより当該画素の開口幅を大きくしても、実施例1に係る液晶表示装置LCD2と比較して、混色に起因して表示品位が低下することはない。よって、混色の発生を抑えつつ、画素の開口率をさらに向上させることができる。
ここで、実施例2に係る液晶表示装置LCD2の画素配列は、図9に示す画素配列に限定されず、図13又は図14に示す画素配列であってもよい。但し、画素の開口率を最大限に高めるためには、図9に示す画素配列とすることが好ましい。すなわち、赤色画素Pr、緑色画素Pg、青色画素Pb、青色画素Pb、緑色画素Pg、及び赤色画素Prが行方向にこの順に繰り返し配列され、赤色画素Pr及び青色画素Pbの画素の開口幅を大きくすることが好ましい。換言すると、画素配列において、緑色画素Pgは、互いに隣り合わず、赤色画素Pr及び青色画素Pbに挟まれるように配列されていることが好ましい。この画素配列(図9参照)が好ましい理由について、以下に説明する。
同一色の画素が隣り合う画素配列は、上述のように、実施例1における、図9、図13、及び図14の3パターンが考えられる。図13及び図14の構成では、ともに緑色画素Pgが互いに隣り合って配列されている。この場合、赤色画素Prと青色画素Pbとが互いに隣り合う部分が存在することになる。上述したように、緑色画素Pgは、人間の目にとって緑色における混色に対する耐性が高いため、緑色画素Pgに近接するブラックマトリクスBMの幅を小さくして開口幅を大きくすることができるが、赤色画素Pr及び青色画素Pbは、両画素間に配置されるブラックマトリクスBMrbの幅Trbを小さくして開口幅を大きくすると、互いに表示品位を低下させる混色が生じてしまう。そのため、赤色画素Pr及び青色画素Pb同士の間に配置されるブラックマトリクスBMrbの幅Trbは小さくすることが困難である。そのため、画素の開口率を最大限に高めるためには、赤色画素Prと青色画素Pbとが互いに隣り合わない画素配列とすることが有効となる。この点について、以下の具体例を挙げて検証する。
図19は、図13の構成におけるブラックマトリクスBMの一部(1画素グループに対応)の構成を示す平面図である。図20は、実施例2におけるブラックマトリクスBMの一部(1画素グループに対応)の構成を示す平面図である。
図19において、例えば、ブラックマトリクスBMの幅を、実施例2(図15参照)と同様に、同一色の画素間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を3μm、緑色画素Pg及び他色画素(Pr,Pb)間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を6.5μmとし、赤色画素Pr及び青色画素Pb間に配置されるブラックマトリクスBMの幅を、実施形態1(図6参照)と同様に10μmに設定する。すなわち、図19に示すブラックマトリクスBMの各幅を、以下のように設定する。
・Trb=10μm
・Tbg=6.5μm
・Trr=Tgg=3μm
・Tr1=Tb1=5μm
・Tr2=Tg1=1.5μm
・Trb=10μm
・Tbg=6.5μm
・Trr=Tgg=3μm
・Tr1=Tb1=5μm
・Tr2=Tg1=1.5μm
上記条件によれば、図19に示す構成(図13の画素配列)では、1画素グループ全体の画素の開口幅Wx1は、以下の式で表される。P1は、データ線DLの配列間隔を表す。なお、図14の画素配列においても、1画素グループ全体の画素の開口幅は、以下の式で表される。
Wx1=P1×6−(Tr2×2+Tr1×2+Tb1×4+Tg1×4)
=P1×6−39(μm)
Wx1=P1×6−(Tr2×2+Tr1×2+Tb1×4+Tg1×4)
=P1×6−39(μm)
これに対して、図20に示す実施例2の画素配列では、1画素グループ全体の画素の開口幅Wx2は、以下の式で表される。
Wx2=P1×6−(Tr2×2+Tr1×2+Tb1×2+Tg1×4+Tb2×2)
=P1×6−32(μm)
Wx2=P1×6−(Tr2×2+Tr1×2+Tb1×2+Tg1×4+Tb2×2)
=P1×6−32(μm)
上記算出された開口幅Wx1,Wx2の比較結果(Wx1<Wx2)より、実施例2の構成、すなわち、緑色画素Pgが、互いに隣り合わず、赤色画素Pr及び青色画素Pbに挟まれるように配列される構成の方が、画素の開口率が高くなることが分かる。よって、画素の開口率を最大限に高めるためには、実施例2の構成(画素配列)とすることが好ましい。
なお、図13の構成であっても、図19に示したように、隣り合う赤色画素Pr間に配置されるブラックマトリクスBMrrの幅Trrと、隣り合う緑色画素Pg間に配置されるブラックマトリクスBMggの幅Tggを、例えば3μmとすることができるため、実施例1に係る液晶表示装置LCD1と比較して、開口率を向上させることができる。図14の構成も同様である。
以上の説明では、光透過部Cには、赤色光透過部Cr、緑色光透過部Cg、青色光透過部Cbが含まれている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、赤緑青以外の色を透過する光透過部Cが含まれていてもよい。また、これに対応して、複数の画素Pには、赤緑青以外の色の画素Pが含まれていてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
LCD 液晶表示装置、PA 表示パネル、SUB1 TFT基板、SUB2 CF基板、SEM 半導体層、SM ドレイン電極、C 光透過部、Cr 赤色光透過部、Cg 緑色光透過部、Cb 青色光透過部、LC 液晶層、P 画素、Pr 赤色画素、Pg 緑色画素、Pb 青色画素、PIT 画素電極、CONT コンタクトホール、GL ゲート線、DL データ線、TFT 薄膜トランジスタ、BM ブラックマトリクス、CF 着色部、CFr 赤色部、CFg 緑色部、CFb 青色部。
Claims (7)
- 対向配置された、背面側の第1基板と表示面側の第2基板とを備え、
前記第1基板には、複数のデータ線と、複数のゲート線と、該データ線が延在する列方向及び該ゲート線が延在する行方向に形成される複数の画素それぞれに対応して配置された複数の画素電極と、が形成されており、
前記第2基板には、前記複数の画素それぞれに対応して配置された、光を透過する複数の光透過部と、該複数の光透過部それぞれの周囲に形成され、光の透過を遮断する遮光部と、が形成されており、
前記複数の画素は、赤色の光を透過する赤色光透過部に対応する赤色画素と、緑色の光を透過する緑色光透過部に対応する緑色画素と、青色の光を透過する青色光透過部に対応する青色画素と、を含み、
前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅の中心位置が、該遮光部に平面視で重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置よりも前記赤色画素側にずれており、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅の中心位置が、該遮光部に平面視で重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置よりも前記青色画素側にずれている、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記赤色画素、前記緑色画素、及び前記青色画素が行方向にこの順に繰り返し配列されており、
前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅、及び、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅は、前記赤色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部の行方向の幅よりも小さい、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記緑色光透過部における行方向の幅は、前記赤色光透過部における行方向の幅よりも大きく、かつ、前記青色光透過部における行方向の幅よりも大きい、
ことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 - 平面視で、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離は、該赤色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離と等しく、かつ、
平面視で、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離は、該青色画素と前記赤色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離と等しい、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の表示装置。 - 前記赤色画素、前記緑色画素、前記青色画素、前記青色画素、前記緑色画素、及び前記赤色画素がこの順に行方向に配列された画素グループが、行方向及び列方向に複数配列されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 隣り合う前記青色画素の間に配置される前記遮光部における行方向の幅、及び、隣り合う前記赤色画素の間に配置される前記遮光部における行方向の幅は、前記赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部における行方向の幅、及び、前記緑色画素と前記青色画素との間に配置される前記遮光部における行方向の幅、よりも小さい、
ことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 平面視で、隣り合う前記赤色画素の間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における行方向の端部までの距離は、該赤色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記赤色画素側の端部までの距離よりも短く、かつ、
平面視で、隣り合う前記青色画素の間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における行方向の端部までの距離は、該青色画素と前記緑色画素との間に配置される前記遮光部に重なる前記データ線の行方向の線幅の中心位置から、該遮光部における前記青色画素側の端部までの距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の表示装置。
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