JP2015094909A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルでの反射色相を制御することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１基板と、第１方向及び第１方向に直交する第２方向に延出し第１色画素及び第４色画素に配置された第１カラーフィルタであって第２色画素及び第３色画素を含む領域に開口部が形成された第１カラーフィルタと、開口部において第２色画素に配置された第２カラーフィルタと、開口部において第３色画素に配置された第３カラーフィルタと、第１方向及び第２方向に延出し第１色画素、第２色画素、第３色画素、及び、第４色画素を区画する遮光層と、を備えた第２基板と、第１基板と第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、遮光層は、第１カラーフィルタ上で第１方向に延出した部分と、第１カラーフィルタ上で第１色画素と第２色画素との間及び第３色画素と第４色画素との間を第２方向に延出した部分とを含む、液晶表示装置。【選択図】 図３

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、表示装置として各種分野で利用されている。近年では、画像を表示していないＯＦＦ状態の液晶表示装置に対して、外部から外光が入射した際に、その反射光の色付きを抑制する要望が高まっている。

一方で、ブラックマトリクスにおいて、ブラックレジスト層の表面に多数の微小突起を含む微細凹凸構造を形成することで、ブラックマトリクスの反射率を低減する技術が知られている。

特開２０１１−１３３８７号公報

本実施形態の目的は、表示パネルでの反射色相を改善することが可能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、第１方向に順に並んだ第１色画素、第２色画素、第３色画素、及び、第４色画素にそれぞれ配置された画素電極を備えた第１基板と、第１方向及び第１方向に直交する第２方向に延出し前記第１色画素及び前記第４色画素に配置された第１カラーフィルタであって前記第２色画素及び前記第３色画素を含む領域に開口部が形成された第１カラーフィルタと、前記開口部において前記第２色画素に配置された第２カラーフィルタと、前記開口部において前記第３色画素に配置された第３カラーフィルタと、第１方向及び第２方向に延出し前記第１色画素、前記第２色画素、前記第３色画素、及び、前記第４色画素を区画する遮光層と、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、を備え、前記遮光層は、前記第１カラーフィルタ上で第１方向に延出した部分と、前記第１カラーフィルタ上で前記第１色画素と前記第２色画素との間及び前記第３色画素と前記第４色画素との間を第２方向に延出した部分とを含む、液晶表示装置が提供される。

図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置を構成する表示パネルＰＮＬの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素構造を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。 図３は、第１実施形態に係り、各色画素とカラーフィルタ及び遮光層とのレイアウトの一例を概略的に示す平面図である。 図４は、図３に示したレイアウトを適用したＦＦＳモードの表示パネルＰＮＬの構成を概略的に示す断面図である。 図５は、測定条件である開口率、第１占有率、及び、第２占有率を説明するための概略断面図である。 図６は、第１実施形態及び比較例に係る表示パネルでの反射色相の一例である。 図７は、第２実施形態に係る表示パネルの表面の反射色相の一例である。 図８は、第３実施形態に係るレイアウトを適用したＦＦＳモードの表示パネルＰＮＬの構成を概略的に示す断面図である。 図９は、第３実施形態に係る表示パネルの表面の反射色相の一例である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したもの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、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置を構成する表示パネルＰＮＬの構成及び等価回路を概略的に示す図である。

すなわち、表示パネルＰＮＬは、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルであり、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向配置された対向基板ＣＴと、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、を備えている。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態でシール材ＳＥによって貼り合わせられている。図示した例では、シール材ＳＥは矩形枠状の閉ループ形状をなすように形成されている。セルギャップは、アレイ基板ＡＲまたは対向基板ＣＴに形成された図示しない柱状のスペーサによって形成されている。液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のセルギャップにおいてシール材ＳＥによって囲まれた内側に保持されている。表示パネルＰＮＬは、シール材ＳＥによって囲まれた内側に、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。アクティブエリアＡＣＴは、例えば、略長方形状であり、マトリクス状に配置された複数の色画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿って延出したゲート配線Ｇ、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って延出したソース配線Ｓ、各色画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、各色画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷに接続された画素電極ＰＥなどを備えている。コモン電位の共通電極ＣＥは、アレイ基板ＡＲまたは対向基板ＣＴに備えられ、液晶層ＬＱを介して複数の画素電極ＰＥと対向する。

なお、表示パネルＰＮＬの詳細な構成については説明を省略するが、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどの主として縦電界を利用するモードでは、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに備えられる一方で、共通電極ＣＥが対向基板ＣＴに備えられている。また、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの主として横電界を利用するモードでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられている。

駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）基板３などの表示パネルＰＮＬの駆動に必要な信号供給源は、アクティブエリアＡＣＴよりも外側の周辺エリアＰＲＰに位置している。図示した例では、駆動ＩＣチップ２及びＦＰＣ基板３は、対向基板ＣＴの基板端部ＣＴＥよりも外側に延出したアレイ基板ＡＲの実装部ＭＴに実装されている。周辺エリアＰＲＰは、アクティブエリアＡＣＴを囲むエリアであり、シール材ＳＥが配置されるエリアを含み、矩形枠状に形成されている。

図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素構造を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。なお、ここでは、横電界を利用するモードであるＦＦＳモードを適用した画素構造を例に説明するが、図中には説明に必要な主要部のみを図示している。例えば、第１方向Ｘに並んだ色画素ＰＸ１及び色画素ＰＸ２は互いに異なる色の色画素である。

ゲート配線Ｇ１及びゲート配線Ｇ２は、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出している。ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出し、ゲート配線Ｇ１及びゲート配線Ｇ２と交差している。色画素ＰＸ１及び色画素ＰＸ２は、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い縦長の長方形状である。色画素ＰＸ２は、色画素ＰＸ１の第１方向Ｘに隣接している。

共通電極ＣＥは、第１方向Ｘに沿って延在し、色画素ＰＸ１及び色画素ＰＸ２にそれぞれ配置されるとともにソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の上方を跨いで、第１方向Ｘに隣接する複数の色画素ＰＸに亘って共通に形成されている。また、図示しないが、共通電極ＣＥは、第２方向Ｙに隣接する複数の色画素にわたって共通に形成されていても良い。

色画素ＰＸ１には、スイッチング素子ＳＷ１と、スイッチング素子ＳＷ１に接続された画素電極ＰＥ１が配置されている。スイッチング素子ＳＷ１は、ゲート配線Ｇ２とソース配線Ｓ１との交差部付近に位置し、ゲート配線Ｇ２及びソース配線Ｓ１に電気的に接続されている。色画素ＰＸ２には、スイッチング素子ＳＷ２と、スイッチング素子ＳＷ２に接続された画素電極ＰＥ２が配置されている。スイッチング素子ＳＷ２は、ゲート配線Ｇ２とソース配線Ｓ２との交差部付近に位置し、ゲート配線Ｇ２及びソース配線Ｓ２に電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。

画素電極ＰＥ１及び画素電極ＰＥ２は、それぞれ共通電極ＣＥの上方に位置している。画素電極ＰＥ１及び画素電極ＰＥ２は、それぞれ長方形状の画素形状に対応した島状に形成されている。図示した例では、画素電極ＰＥ１及び画素電極ＰＥ２は、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い概略長方形状に形成されている。このような画素電極ＰＥ１及び画素電極ＰＥ２には、共通電極ＣＥと向かい合う複数のスリットＰＳＬが形成されている。図示した例では、スリットＰＳＬのそれぞれは、第２方向Ｙに沿って延出している。

図３は、第１実施形態に係り、各色画素とカラーフィルタ及び遮光層とのレイアウトの一例を概略的に示す平面図である。なお、ここでは第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに直交している。

第１色画素ＰＸＡ、第２色画素ＰＸＢ、第３色画素ＰＸＣ、及び、第４色画素ＰＸＤが、この順に第１方向Ｘに沿って並んでいる。これらの第１色画素ＰＸＡ乃至第４色画素ＰＸＤは、図２を参照して説明したように、いずれも第２方向Ｙに沿って延出した長方形状であり、いずれも同等のサイズに形成されている。図示した例では、第１色画素ＰＸＡ乃至第３色画素ＰＸＣは、いずれも異なる色を表示する色画素であり、一例として、これらの３つの色画素が単位画素ＰＵを構成している。単位画素ＰＵとは、アクティブエリアに表示されるカラー画像を構成する最小単位である。なお、第２方向Ｙに隣接する色画素は、例えば同一色の色画素である。

各色画素の境界には、遮光層ＢＭが配置されている。遮光層ＢＭは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延出している。このような遮光層ＢＭは、例えば図２に示したソース配線及びゲート配線の上方に位置し、格子状に形成されている。第１色画素ＰＸＡ乃至第４色画素ＰＸＤは、遮光層ＢＭによって区画されている。つまり、第１色画素ＰＸＡ乃至第４色画素ＰＸＤは、それぞれ遮光層ＢＭの内側の領域であって、実質的にバックライト光が透過可能な（透明）領域に相当する。換言すると、遮光層ＢＭは、第１色画素ＰＸＡと第２色画素ＰＸＢとの間、第２色画素ＰＸＢと第３色画素ＰＸＣとの間、及び、第３色画素ＰＸＣと第４色画素ＰＸＤとの間をそれぞれ第２方向Ｙに延出した部分を含んでいる。また、遮光層ＢＭは、第２方向Ｙに隣接する色画素間で第１方向Ｘに延出した部分を含んでいる。遮光層ＢＭでは、第１方向Ｘに延出した部分の幅Ｗ１は、第２方向Ｙに延出した部分の幅Ｗ２よりも広い。

第１カラーフィルタＣＦＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延出している。すなわち、第１カラーフィルタＣＦＡは、第１色画素ＰＸＡ及び第４色画素ＰＸＤに配置されるとともに、第１方向Ｘに隣接する色画素間を第２方向Ｙに延出した部分、及び、第２方向Ｙに隣接する色画素間を第１方向Ｘに延出した部分を含んでいる。図示した例では、第１カラーフィルタＣＦＡは、第１色画素ＰＸＡと第２色画素ＰＸＢとの間、及び、第３色画素ＰＸＣと第４色画素ＰＸＤとの間にそれぞれ第２方向Ｙに延出した部分を含んでいる。第１カラーフィルタＣＦＡでは、第１方向Ｘに延出した部分の幅Ｗ１１は、第２方向に延出した部分の幅Ｗ１２よりも広い。第１カラーフィルタＣＦＡには、第２色画素ＰＸＢ及び第３色画素ＰＸＣを含む領域に開口部ＡＰが形成されている。第２色画素ＰＸＢと第３色画素ＰＸＣとの間には、第１カラーフィルタＣＦＡは配置されていない。

第２カラーフィルタＣＦＢは、開口部ＡＰにおいて第２色画素ＰＸＢに配置されている。より具体的には、第２カラーフィルタＣＦＢは、図中の破線で示した第２色画素ＰＸＢのみならず、その全周に亘って第２色画素ＰＸＢの外側まで延在している。このような第２カラーフィルタＣＦＢは、第１方向Ｘの長さが第２方向Ｙの長さよりも短い島状に形成されている。

第３カラーフィルタＣＦＣは、開口部ＡＰにおいて第３色画素ＰＸＣに配置されている。より具体的には、第３カラーフィルタＣＦＣは、図中の破線で示した第３色画素ＰＸＣのみならず、その全周に亘って第３色画素ＰＸＣの外側まで延在している。このような第３カラーフィルタＣＦＣは、第１方向Ｘの長さが第２方向Ｙの長さよりも短い島状に形成されている。

遮光層ＢＭの第１方向Ｘに延出した部分は、開口部ＡＰを除いて第１カラーフィルタＣＦＡの上に重なっている。遮光層ＢＭの第２方向Ｙに延出した部分は、第１色画素ＰＸＡと第２色画素ＰＸＢとの間、及び、第３色画素ＰＸＣと第４色画素ＰＸＤとの間で、開口部ＡＰを除いて第１カラーフィルタＣＦＡの上に重なっている。なお、第１カラーフィルタＣＦＡ乃至第３カラーフィルタＣＦＣのそれぞれの間に隙間が形成されているが、遮光層ＢＭと重なる位置で、第１カラーフィルタＣＦＡ乃至第３カラーフィルタＣＦＣの互いに隣接する端部が重なっていても良い。

第１カラーフィルタＣＦＡ乃至第３カラーフィルタＣＦＣは、それぞれ緑色、青色、赤色のいずれかの色のカラーフィルタである。例えば、第１カラーフィルタＣＦＡは、緑色（Ｇ）のカラーフィルタである。第２カラーフィルタＣＦＢは、青色（Ｂ）のカラーフィルタである。第３カラーフィルタＣＦＣは、赤色（Ｒ）のカラーフィルタである。

上述の遮光層ＢＭは、第１カラーフィルタＣＦＡ上に限らず、第２カラーフィルタＣＦＢまたは第３カラーフィルタＣＦＣ上に重ねても良い。

図４は、図３に示したレイアウトを適用したＦＦＳモードの表示パネルＰＮＬの構成を概略的に示す断面図である。

アレイ基板ＡＲは、ガラス基板などの透明な第１絶縁基板１０を用いて形成されている。アレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板１０の対向基板ＣＴに対向する側に、図示しないスイッチング素子、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥなどを備えている。

共通電極ＣＥは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。共通電極ＣＥは、透明な導電材料、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）などによって形成されている。共通電極ＣＥは、第２絶縁膜１２によって覆われている。

画素電極ＰＥは、第２絶縁膜１２の上に形成され、共通電極ＣＥと向かい合っている。画素電極ＰＥには、上記の通りスリットが形成されているが、詳細な図示を省略している。画素電極ＰＥは、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成されている。画素電極ＰＥは、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。第１配向膜ＡＬ１は、第２絶縁膜１２も覆っている。第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成され、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板などの透明な第２絶縁基板２０を用いて形成されている。対向基板ＣＴは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲに対向する側に、遮光層ＢＭ、第１カラーフィルタＣＦＡ、第２カラーフィルタＣＦＢ、第３カラーフィルタＣＦＣ、及び、オーバーコート層ＯＣなどを備えている。

遮光層ＢＭは、黒色の樹脂材料や、遮光性の金属材料によって形成されている。第１カラーフィルタＣＦＡは、緑色に着色された樹脂材料によって形成されている。第２カラーフィルタＣＦＢは、青色に着色された樹脂材料によって形成されている。第３カラーフィルタＣＦＣは、赤色に着色された樹脂材料によって形成されている。

第１カラーフィルタＣＦＡは、アクティブエリアＡＣＴの第１色画素ＰＸＡ及び第４色画素ＰＸＤにおいて第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成され、周辺エリアＰＲＰにおいても内面２０Ａに形成されている。第２カラーフィルタＣＦＢは、第２色画素ＰＸＢにおいて内面２０Ａに形成されている。第３カラーフィルタＣＦＣは、第３色画素ＰＸＣにおいて内面２０Ａに形成されている。

遮光層ＢＭは、第１色画素ＰＸＡと第２色画素ＰＸＢとの間及び第３色画素ＰＸＣと第４色画素ＰＸＤとの間で内面２０Ａに形成されるとともに、その一部が第１カラーフィルタＣＦＡの端部のアレイ基板と対向する側に重なっている。また、遮光層ＢＭは、第２色画素ＰＸＢと第３色画素ＰＸＣとの間で内面２０Ａに形成されている。第２カラーフィルタＣＦＢの端部及び第３カラーフィルタＣＦＣの端部は、それぞれ遮光層ＢＭのアレイ基板と対向する側に重なっている。周辺エリアＰＲＰでは、遮光層ＢＭは、第１カラーフィルタＣＦＡのアレイ基板と対向する側に重なっている。

オーバーコート層ＯＣは、第１カラーフィルタＣＦＡ乃至第３カラーフィルタＣＦＣ及び遮光層ＢＭを覆っている。オーバーコート層ＯＣは、第１カラーフィルタＣＦＡ乃至第３カラーフィルタＣＦＣの表面及び遮光層ＢＭの表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層ＯＣは、透明な樹脂材料によって形成されている。オーバーコート層ＯＣは、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成され、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。

このような対向基板ＣＴは、例えば以下のようなプロセスを経て製造される。すなわち、第２絶縁基板２０の上に、第１カラーフィルタＣＦＡを形成した後に遮光層ＢＭを形成し、その後、第２カラーフィルタＣＦＢ及び第３カラーフィルタＣＦＣを形成した後、オーバーコート層ＯＣ及び第２配向膜ＡＬ２を順次形成することで、対向基板ＣＴが製造される。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴの間には、図示しないスペーサにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、これらのアレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間に形成されたセルギャップに封入された液晶分子ＬＭを含む液晶組成物によって構成されている。

このような構成の表示パネルＰＮＬに対して、その背面側には、バックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。

アレイ基板ＡＲの外面すなわち第１絶縁基板１０の外面には、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。対向基板ＣＴの外面すなわち第２絶縁基板２０の外面には、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

次に、アクティブエリアに画像を表示していないＯＦＦ状態（あるいはバックライトが消灯している状態）の表示パネルの対向基板に向けて参照光を照射した際に、表示パネルから反射された反射光の色相を測定した。ここでは、第１実施形態に係る表示パネルと、比較例に係る表示パネルとを用意し、それぞれの反射光の色相を測定した。比較例の表示パネルは、第１実施形態に係る表示パネルと比較して、遮光層の全体が第２絶縁基板の内面に形成された点で相違している。

図５は、測定条件である開口率、第１占有率、及び、第２占有率を説明するための概略断面図である。

図中の（Ａ）は第１実施形態に相当し、図中の（Ｂ）は比較例に相当する。遮光層ＢＭの設置部分を含む１画素領域の面積を１００％としたとき、遮光層ＢＭより内側の光が透過する領域の面積が開口率に相当し、遮光層ＢＭが第２絶縁基板２０の内面２０Ａに接している領域の面積が第１占有率に相当し、第１カラーフィルタＣＦＡの上に遮光層ＢＭが積層されている領域の面積が第２占有率に相当する。

第１実施形態では、開口率が５４．５％であり、第１占有率が３０％であり、第２占有率が１５．５％である。比較例では、開口率が５４．５％であり、第１占有率が４５．５％であり、第２占有率が０％である。

図６は、第１実施形態及び比較例に係る表示パネルでの反射色相の一例である。

図はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系色度図であり、横軸（ａ＊）のマイナス側は、緑色を示しており、横軸（ａ＊）のプラス側は、赤色を示している。縦軸（ｂ＊）のマイナス側は、青色を示しており、縦軸（ｂ＊）のプラス側は、黄色を示している。

図中の四角印は、第１実施形態に係る表示パネルでの反射色相を示し、図中の丸印は、比較例に係る表示パネルでの反射色相を示している。比較例では、表示パネルに入射した大半の外光が遮光層ＢＭで反射される（厳密には第２絶縁基板と遮光層との界面付近で反射される）。つまり、比較例の表示パネルでの反射色相は、遮光層ＢＭからの反射光の色味の寄与度が高く、赤味を呈することが確認された。一方、第１実施形態では、表示パネルに入射した外光は、遮光層ＢＭ及び緑色の第１カラーフィルタＣＦＡで反射される。つまり、第１実施形態の表示パネルでの反射光には、第２絶縁基板の内面に接した遮光層ＢＭで直接反射された反射光と、第２絶縁基板の内面に接した第１カラーフィルタＣＦＡを透過し、第１カラーフィルタＣＦＡに積層された遮光層ＢＭで反射された後に再び第１カラーフィルタＣＦＡを透過した反射光とが含まれる。このような第１実施形態の表示パネルでの反射色相は、遮光層ＢＭからの反射光の色味の寄与度が比較例よりも低く、また、緑色の第１カラーフィルタＣＦＡからの反射光の色味が寄与する。このため、第１実施形態では、比較例よりも赤味が軽減され、反射色相が緑色方向にシフトすることが確認された。

このように第１実施形態によれば、第１方向及び第２方向に延出して各色画素を区画する遮光層の一部がカラーフィルタの上に積層されたことにより、画像を表示しないＯＦＦ状態において、表示パネルに入射した外光の反射光には、遮光層から直接反射された反射光と、カラーフィルタを透過して遮光層で反射された反射光とが含まれる。このため、遮光層からの反射光が色付いている場合に、遮光層の光学濃度（ＯＤ値）を変更したり、遮光層の線幅を変更したりするような設計変更を行うことなく、表示パネルでの反射色相を制御することが可能となる。このような反射色相は、遮光層が積層されるカラーフィルタの色、開口率、第１占有率、及び、第２占有率によって制御可能である。

例えば、遮光層からの反射光が赤味を呈している場合に、緑色のカラーフィルタを透過した反射光が加味されることにより、表示パネルでの反射色相をよりニュートラル（無彩色）の方向にシフトさせることが可能となる。したがって、ＯＦＦ状態の表示パネルでの不所望な色付きを抑制することが可能となり、反射色相を改善することが可能となる。

また、遮光層は、第１方向に延出した部分の幅が第２方向に延出した部分の幅よりも広いが、第１方向に延出した部分の大半が第１カラーフィルタの上に積層されているため、遮光層から直接反射される反射光の割合を低減し、反射色相を改善することが可能となる。特に、遮光層から直接反射される反射光の割合が高く、反射色相の劣化の原因となっている場合には、遮光層の幅が広い部分あるいは遮光層の設置面積が広い部分を第１カラーフィルタと重ねることにより、反射色相の色味を改善することが可能となる。例えば、遮光層は、より広い配線幅を有する配線の上方に配置されることが望ましい。

また、遮光層は、周辺エリアＰＲＰにも延在しているが、その大半が第１カラーフィルタの上に積層されているため、周辺エリアＰＲＰでの反射色相も改善することが可能となる。なお、周辺エリアＰＲＰにおいては、遮光層の全体が第１カラーフィルタの上に積層されていなくてもよい。すなわち、遮光層からの反射光の色味に応じて、遮光層が複数の色のカラーフィルタの上に積層されていても良いし、遮光層の一部がカラーフィルタに積層されることなく第２絶縁基板の内面に直接形成されていても良い。

次に他のレイアウトの例について説明する。

図７は、第２実施形態に係る表示パネルの表面の反射色相の一例である。

第２実施形態は、第１実施形態と比較して、第１カラーフィルタＣＦＡの色が相違している。具体的には、第１カラーフィルタＣＦＡが青色カラーフィルタであり、第２カラーフィルタＣＦＢが緑色カラーフィルタである。その他は、第１実施形態と同一であり、詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、開口率５４．５％、第１占有率３０．０％、及び、第２占有率１５．５％である。

図中の四角印は、第２実施形態に係る表示パネルでの反射色相を示し、図中の丸印は、比較例に係る表示パネルでの反射色相を示している。第２実施形態では、表示パネルに入射した外光は、遮光層ＢＭ及び青色の第１カラーフィルタＣＦＡで反射される。つまり、第２実施形態の表示パネルでの反射光には、第２絶縁基板の内面に接した遮光層ＢＭで直接反射された反射光と、第２絶縁基板の内面に接した青色の第１カラーフィルタＣＦＡを透過し、第１カラーフィルタＣＦＡに積層された遮光層ＢＭで反射された後に再び第１カラーフィルタＣＦＡを透過した反射光とが含まれる。このような第２実施形態の表示パネルでの反射色相は、遮光層ＢＭからの反射光の色味の寄与度が比較例よりも低く、また、青色の第１カラーフィルタＣＦＡからの反射光の色味が寄与する。このため、第２実施形態では、比較例よりも赤味が軽減され、反射色相が青色方向にシフトすることが確認された。

このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

次にさらに別のレイアウトの例について説明する。

図８は、第３実施形態に係るレイアウトを適用したＦＦＳモードの表示パネルＰＮＬの構成を概略的に示す断面図である。

第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と異なり、遮光層ＢＭは、２色のカラーフィルタの上に積層されている。具体的には、第１カラーフィルタＣＦＡが緑色カラーフィルタであり、第２カラーフィルタＣＦＢが青色カラーフィルタである。その他は、図３及び図４を用いて説明した第１実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。

遮光層ＢＭは、第１色画素ＰＸＡと第２色画素ＰＸＢとの間で内面２０Ａに形成されるとともに、その一部が第１カラーフィルタＣＦＡ及び第２カラーフィルタＣＦＢの端部のアレイ基板と対向する側に重なっている。つまり、遮光層ＢＭは、第１カラーフィルタＣＦＡ及び第２カラーフィルタＣＦＢの上に跨って形成される。遮光層ＢＭは、第２色画素ＰＸＢと第３色画素ＰＸＣとの間で内面２０Ａに形成されるとともに、その一部が第２カラーフィルタＣＦＢの端部のアレイ基板と対向する側に重なっている。遮光層ＢＭは、第３色画素ＰＸＣと第４色画素ＰＸＤとの間で内面２０Ａに形成されるとともに、その一部が第１カラーフィルタＣＦＡの端部のアレイ基板と対向する側に重なっている。第３カラーフィルタＣＦＣの両端部は、それぞれ遮光層ＢＭのアレイ基板と対向する側に重なっている。

周辺エリアＰＲＰでは、遮光層ＢＭは、第１カラーフィルタＣＦＡのアレイ基板と対向する側に重なっている。

このような対向基板ＣＴは、例えば以下のようなプロセスを経て製造される。すなわち、第２絶縁基板２０の上に、第１カラーフィルタＣＦＡを形成した後に第２カラーフィルタＣＦＢを形成し、その後、遮光層ＢＭを形成した後に第３カラーフィルタＣＦＣを形成する。その後、オーバーコート層ＯＣ及び第２配向膜ＡＬ２を順次形成することで、対向基板ＣＴが製造される。

上述の遮光層ＢＭは、第１カラーフィルタ及び第２カラーフィルタ上に限らず、任意に選択された２色のカラーフィルタ上に重ねても良い。遮光層ＢＭの下地となるカラーフィルタの色は、何色でも良く、置換することが可能である。

図９は、第３実施形態に係る表示パネルの表面の反射色相の一例である。

第３実施形態では、開口率５４．５％、第１占有率２０．０％、及び、第２占有率３５．５％である。第２占有率のうち、遮光層ＢＭと緑色の第１カラーフィルタが重なる割合は１５．５％であり、遮光層ＢＭと青色の第２カラーフィルタが重なる割合は１０．０％である。

図中の四角印は、第３実施形態に係る表示パネルでの反射色相を示し、図中の丸印は、比較例に係る表示パネルでの反射色相を示している。第３実施形態では、表示パネルに入射した外光は、遮光層ＢＭ、緑色の第１カラーフィルタＣＦＡ及び青色の第２カラーフィルタＣＦＢで反射される。つまり、第３実施形態の表示パネルでの反射光には、第２絶縁基板の内面に接した遮光層ＢＭで直接反射された反射光と、第２絶縁基板の内面に接した緑色の第１カラーフィルタＣＦＡ及び青色の第２カラーフィルタＣＦＢを透過し、第１カラーフィルタＣＦＡ及び第２カラーフィルタＣＦＢに積層された遮光層ＢＭで反射された後に再び第１カラーフィルタＣＦＡ及び第２カラーフィルタＣＦＢを透過した反射光とが含まれる。このような第３実施形態の表示パネルでの反射色相は、遮光層ＢＭからの反射光の色味の寄与度が比較例よりも低く、また、緑色の第１カラーフィルタＣＦＡ及び青色の第２カラーフィルタＣＦＢからの反射光の色味が寄与する。このため、第３実施形態では、比較例よりも赤味が軽減され、反射色相が無彩色方向にシフトすることが確認された。

このように、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。さらに、第３実施形態によれば、遮光層を多色のカラーフィルタの上に積層することによって、遮光層を単色のカラーフィルタの上に積層する場合と比較して、反射色相の色味をより一層改善することが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、画像を表示していないＯＦＦ状態において、表示パネルでの反射色相を改善することが可能な液晶表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＰＮＬ…表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＳＷ…スイッチング素子 ＰＥ…画素電極 ＣＥ…共通電極
ＰＸＡ…第１色画素 ＰＸＢ…第２色画素 ＰＸＣ…第３色画素 ＰＸＤ…第４色画素、 ＣＦＡ…第１カラーフィルタ ＣＦＢ…第２カラーフィルタ ＣＦＣ…第３カラーフィルタ ＣＦＤ…第４カラーフィルタ ＢＭ…遮光層、Ｇ…ゲート配線、Ｓ…ソース配線

Claims (7)

1. 第１方向に順に並んだ第１色画素、第２色画素、第３色画素、及び、第４色画素にそれぞれ配置された画素電極を備えた第１基板と、
   第１方向及び第１方向に直交する第２方向に延出し前記第１色画素及び前記第４色画素に配置された第１カラーフィルタであって前記第２色画素及び前記第３色画素を含む領域に開口部が形成された第１カラーフィルタと、前記開口部において前記第２色画素に配置された第２カラーフィルタと、前記開口部において前記第３色画素に配置された第３カラーフィルタと、第１方向及び第２方向に延出し前記第１色画素、前記第２色画素、前記第３色画素、及び、前記第４色画素を区画する遮光層と、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、を備え、
   前記遮光層は、前記第１カラーフィルタ上で第１方向に延出した部分と、前記第１カラーフィルタ上で前記第１色画素と前記第２色画素との間及び前記第３色画素と前記第４色画素との間を第２方向に延出した部分とを含む、液晶表示装置。
2. 前記遮光層は、さらに、前記第２カラーフィルタ上で前記第１色画素と前記第２色画素との間及び前記第２色画素と前記第３色画素との間を第２方向に延出した部分を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１カラーフィルタは、緑色カラーフィルタまたは青色カラーフィルタである、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記遮光層において、第１方向に延出した部分の幅は、第２方向に延出した部分の幅よりも広い、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. スイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第１基板と、
   絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１基板と対向する側に形成された第１カラーフィルタと、前記第１カラーフィルタから離間した第２カラーフィルタと、前記第１カラーフィルタ及び前記第２カラーフィルタから離間した第３カラーフィルタと、前記第１乃至第３カラーフィルタのうち少なくとも一つの上に積層された遮光層と、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、
   を備えた液晶表示装置。
6. 前記遮光層は、緑色又は青色の前記第１カラーフィルタの上に積層される、請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記遮光層は、緑色の前記第１カラーフィルタ及び青色の前記第２カラーフィルタの上に積層される、請求項５に記載の液晶表示装置。

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