JP2016071148A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率の向上が可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板の内面側にそれぞれ形成された第１画素電極及び第２画素電極と、を備えたアレイ基板と、第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板の内面に形成され前記第１画素電極と対向する第１カラーフィルターと、前記第２画素電極と対向するとともに前記第１カラーフィルターとは異なる色の第２カラーフィルターと、前記第１カラーフィルターの前記アレイ基板と対向する側に形成され前記第２カラーフィルターと同一材料で形成される構造体と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向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。【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、表示装置として各種分野で利用されている。液晶表示装置は、赤、緑、青の３色の画素でカラー表示をするのが一般的であったが、近年、透過率を向上させる目的で白画素を追加した４色の画素を配置する構成が提案されている。

また一方で、オーバーコート層の形成後に遮光層の欠陥が発見された場合、欠陥部の直上のオーバーコート層上に、修正用インクを塗膜する方法が知られている。

特開２００６−１３９０４１号公報

本実施形態の目的は、製造効率の向上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絶縁基板と、前記第１絶縁基板の内面側にそれぞれ形成された第１画素電極及び第２画素電極と、を備えたアレイ基板と、第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板の内面に形成され前記第１画素電極と対向する第１カラーフィルターと、前記第２画素電極と対向するとともに前記第１カラーフィルターとは異なる色の第２カラーフィルターと、前記第１カラーフィルターの前記アレイ基板と対向する側に形成され前記第２カラーフィルターと同一材料で形成される構造体と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向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が提供される。

本実施形態によれば、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板の内面側にそれぞれ形成された第１乃至第４画素電極と、を備えたアレイ基板と、第２絶縁基板と、前記第１画素電極と対向する赤色の第１カラーフィルターと、前記第２画素電極と対向する緑色の第２カラーフィルターと、前記第３画素電極と対向する青色の第３カラーフィルターと、前記第１乃至第３カラーフィルターを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層の前記アレイ基板と対向する内面に形成され前記第４画素電極と対向し前記第１乃至第３カラーフィルターとは異なる色の第４カラーフィルターと、前記オーバーコート層の内面に形成され前記第４カラーフィルターと同一材料で形成される構造体と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向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が提供される。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する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２は、図１に示したアレイ基板における画素構造を概略的に示す図である。 図３は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの一例を概略的に示す図である。 図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの断面を概略的に示す図である。 図５は、比較例の対向基板の構造を模式的に示す図である。 図５は、本実施形態の対向基板の構造を模式的に示す図である。 図７は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す図である。 図８は、図７のＣ−Ｄ線における表示パネルの断面を概略的に示す図である。 図９は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す図である。 図１０は、図９のＥ−Ｆ線における表示パネルの断面を概略的に示す図である。 図１１は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す図である。 図１２は、図１１のＧ−Ｈ線における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と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、本実施形態の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。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。

すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの透過型の表示パネルＰＮＬと、表示パネルＰＮＬ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と、を備えている。表示パネルＰＮＬは、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された対向基板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、を備えている。アレイ基板ＡＲは、所定のセルギャップを介して、シール材ＳＥによって対向基板ＣＴと貼り合わせられている。なお、液晶層ＬＱは、シール材ＳＥによって囲まれた領域の内側に封入されている。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。

アレイ基板ＡＲは、第１方向Ｘに延出したゲート線Ｇ、第１方向Ｘに略直交する第２方向Ｙに延出したソース線Ｓ、各画素ＰＸでソース線Ｓ及びゲート線Ｇに電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続された画素電極ＰＥなどを備えている。共通電極ＣＥは、アレイ基板ＡＲ又は対向基板ＣＴに備えられ、画素電極ＰＥとの間で電界を形成し、液晶層ＬＱ内の液晶分子の配向を制御する。

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画素ＰＸによって構成されている。

駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル配線基板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及びフレキシブル配線基板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概略的に示す図である。図２においては、画素ＰＸ１及び画素ＰＸ２が示されている。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。

ゲート線Ｇ１及びゲート線Ｇ２は、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出している。ソース線Ｓ１及びソース線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿って延出し、それぞれゲート線Ｇ１及びゲート線Ｇ２と交差している。画素ＰＸ１は、ゲート線Ｇ１及びゲート線Ｇ２と、ソース線Ｓ１及びソース線Ｓ２によって区画され、スイッチング素子ＳＷ１及び画素電極ＰＥ１を備えている。画素ＰＸ２は、第１方向Ｘに沿って画素ＰＸ１に隣接し、スイッチング素子ＳＷ２及び画素電極ＰＥ２を備えている。

画素ＰＸ１において、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。画素電極ＰＥ１は、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。画素ＰＸ２において、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。画素電極ＰＥ２は、スイッチング素子ＳＷ２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。

図３は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの一例を概略的に示す図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。

第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ、第４画素ＰＸＤ、及び、第５画素ＰＸＥは、この順に第１方向Ｘに沿って並び、例えば、いずれも同等のサイズに形成されている。なお、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ、第４画素ＰＸＤ、及び、第５画素ＰＸＥは、それぞれ図２に示した画素ＰＸ１または画素ＰＸ２の画素構造を有している。

図示した例では、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ、第４画素ＰＸＤは、それぞれ異なる色を表示する画素であり、これらの４つの画素が単位画素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。単位画素ＰＵについては、例えば第１方向Ｘに沿った長さと第２方向Ｙに沿った長さとが同等であり、正方形状に形成されている。なお、第５画素ＰＸＥは、例えば第１画素ＰＸＡと同一色を表示する画素である。

第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、第４カラーフィルターＣＦＤ、及び、第５カラーフィルターＣＦＥは、この順に第１方向Ｘに沿って並び、いずれも第２方向Ｙに沿って延在し、帯状に形成されている。第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、第５カラーフィルターＣＦＥは、赤、緑、青のいずれかの色のカラーフィルターである。第４カラーフィルターＣＦＤは、赤、緑、青のいずれとも異なる色のカラーフィルターである。

例えば、第１カラーフィルターＣＦＡ及び第５カラーフィルターＣＦＥは、赤色（Ｒ）のカラーフィルターである。第２カラーフィルターＣＦＢは、緑（Ｇ）のカラーフィルターである。第３カラーフィルターＣＦＣは、青色（Ｂ）のカラーフィルターである。第４カラーフィルターＣＦＤは、透明あるいは白色（Ｗ）のカラーフィルターである。なお、図示した例では、第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、第４カラーフィルターＣＦＤ、及び、第５カラーフィルターＣＦＥは、それぞれの間に隙間が形成されているが、互いに隣接する端部が重なっていても良い。

構造体Ｔは、第４カラーフィルターＣＦＤと一体的に形成されている。図示した例では、構造体Ｔは、第１カラーフィルターＣＦＡと第２カラーフィルターＣＦＢとが互いに対向する端部に重なり、第２方向Ｙに延出している。また、構造体Ｔは、第２カラーフィルターＣＦＢと第３カラーフィルターＣＦＣとが互いに対向する端部に重なり、第２方向Ｙに延出している。さらに、構造体Ｔは、第２方向Ｙに沿って隣り合う画素の間において、第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、及び、第５カラーフィルターＣＦＥに重なり、第１方向Ｘに延出している。

図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの断面を概略的に示す図である。なお、図４は、一例として、縦電界を利用して液晶分子の配向を制御するモードの表示パネルＰＮＬを示している。ここでアレイ基板ＡＲにおいて、液晶層ＬＱ側を内面側とし、その反対側を外面側とする。また、対向基板ＣＴにおいて、液晶層ＬＱ側を内面側とし、その反対側を外面側とする。

アレイ基板ＡＲは、ガラス基板や樹脂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の内面側に、図示しないスイッチング素子、ゲート配線、ソース配線の他に、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ５、第１絶縁膜１１、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ５は、第１絶縁膜１１の上に形成されている。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ５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。第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ５を覆っている。第１配向膜ＡＬ１は、第１絶縁膜１１も覆っている。第１配向膜ＡＬ１は、垂直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、ガラス基板や樹脂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の内面側に、遮光層ＢＭ、第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、第４カラーフィルターＣＦＤ、第５カラーフィルターＣＦＥ、オーバーコート層ＯＣ、構造体Ｔ、共通電極ＣＥ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。

遮光層ＢＭは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。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。このような遮光層ＢＭは、図２に示したソース線Ｓやゲート線Ｇの上方に位置するような格子状に形成される。もしくは、遮光層ＢＭは、ソース線Ｓの上方のみに位置したストライプ状に形成される。

第１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、及び、第５カラーフィルターＣＦＥのそれぞれは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。第１カラーフィルターＣＦＡは、画素電極ＰＥ１と対向している。第２カラーフィルターＣＦＢは、画素電極ＰＥ２と対向している。第３カラーフィルターＣＦＣは、画素電極ＰＥ３と対向している。第５カラーフィルターＣＦＥは、画素電極ＰＥ５と対向している。第１カラーフィルターＣＦＡ及び第５カラーフィルターＣＦＥ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２カラーフィルターＣＦＢ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３カラーフィルターＣＦＣ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１カラーフィルターＣＦＡ、第２カラーフィルターＣＦＢ、第３カラーフィルターＣＦＣ、及び、第５カラーフィルターＣＦＥは、それぞれの互いに対向する端部が遮光層ＢＭに重なっている。

オーバーコート層ＯＣは、第１カラーフィルターＣＦＡと、第２カラーフィルターＣＦＢと、第３カラーフィルターＣＦＣと、第５カラーフィルターＣＦＥとを覆っている。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。

第４カラーフィルターＣＦＤは、オーバーコート層ＯＣの内面（つまり、アレイ基板ＡＲと対向する側の面）ＯＣＡに形成されている。第４カラーフィルターＣＦＤは、画素電極ＰＥ４と対向している。第４カラーフィルターＣＦＤは、無着色の透明な樹脂材料によって形成されていても良いし、白色の樹脂材料によって形成されていても良いし、薄く着色された樹脂材料によって形成されていても良い。例えば、第４カラーフィルターＣＦＤは、バックライト光の色味をキャンセルするような色に淡く着色された樹脂材料であっても良く、一例として、青色のカラーフィルターよりも薄い青色に着色された樹脂材料であっても良い。

なお、画素電極ＰＥ４と対向する位置において、オーバーコート層ＯＣ及び第４カラーフィルターＣＦＤの膜厚の総和は、画素電極ＰＥ３と対向する位置における第３カラーフィルターＣＦＣ及びオーバーコート層ＯＣの膜厚の総和や、画素電極ＰＥ５と対向する位置における第５カラーフィルターＣＦＥ及びオーバーコート層ＯＣの膜厚の総和などと同等である。つまり、対向基板ＣＴの画素電極ＰＥ４と対向する位置において、段差を低減することが可能である。

構造体Ｔは、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。構造体Ｔは、第４カラーフィルターＣＦＤと同一材料（例えば同一な樹脂材料）によって形成されている。図示した例では、構造体Ｔは、遮光層ＢＭと対向している。また、構造体Ｔは、第１カラーフィルターＣＦＡと第２カラーフィルターＣＦＢとが互いに対向する端部に重なり、また、第２カラーフィルターＣＦＢと第３カラーフィルターＣＦＣとが互いに対向する端部に重なっている。構造体Ｔの高さは、第４カラーフィルターＣＦＤの膜厚と略同等であり０．３μｍ〜２．０μｍである。なお、図示した例では、構造体Ｔは、表示に寄与しない非表示領域に配置されているが、構造体Ｔが表示に寄与する表示領域（遮光層ＢＭで囲まれた内側の領域）に配置される場合には、構造体Ｔは透明な樹脂材料によって形成されることが望ましい。

共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。構造体Ｔ及び第４カラーフィルターＣＦＤは、オーバーコート層ＯＣと共通電極ＣＥとの間に位置している。共通電極ＣＥ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。

第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。第２配向膜ＡＬ２は、垂直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。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。

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、所定の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。なお、構造体Ｔは、アレイ基板ＡＲに接触していない。つまり、アレイ基板ＡＲと構造体Ｔとの間には、液晶層ＬＱが介在している。

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、バックライトユニットＢＬが配置されている。バックライトユニット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。

図５は、比較例の対向基板ＣＴの構造を模式的に示した図である。ここでは、説明に必要な箇所のみを示している。

遮光層ＢＭは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。第１カラーフィルターＣＦＡと、第２カラーフィルターＣＦＢと、第３カラーフィルターＣＦＣと、第４カラーフィルターＣＦＤとは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。

オーバーコート層ＯＣは、第１カラーフィルターＣＦＡと、第２カラーフィルターＣＦＢと、第３カラーフィルターＣＦＣと、第４カラーフィルターＣＦＤとを覆っている。構造体Ｔは、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。つまり、比較例では、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔは、それぞれオーバーコート層ＯＣを介して異なる層に形成されている。

図６は、本実施形態の対向基板ＣＴの構造を模式的に示した図である。ここでは、説明に必要な箇所のみを示している。

遮光層ＢＭは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。第１カラーフィルターＣＦＡと、第２カラーフィルターＣＦＢと、第３カラーフィルターＣＦＣとは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに形成されている。オーバーコート層ＯＣは、第１カラーフィルターＣＦＡと、第２カラーフィルターＣＦＢと、第３カラーフィルターＣＦＣとを覆っている。第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔは、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。

つまり、図５の比較例においては、第４カラーフィルターＣＦＤはオーバーコート層ＯＣを介して、構造体Ｔと異なる層に形成されていたのに対して、図６の本実施形態においては、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔが、同一層つまりオーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されるという点で相違している。このため、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔは、同一材料を用いて同一工程で形成されることが可能となる。

本実施形態によれば、第４カラーフィルターＣＦＤは、オーバーコート層の内面ＯＣＡに、構造体Ｔと同一材料で形成される。このため、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔは、１回の製造工程によって形成することが可能となる。したがって、本実施形態によれば、比較例よりも少ない製造工程数で対向基板ＣＴを製造することが可能となる。これにより、製造コストを削減することが可能となるとともに、製造時間を短縮することが可能である。したがって、製造効率の向上が可能な液晶表示装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、図３及び図４で示したように、構造体Ｔは、互いに異なる色のカラーフィルターの端部（例えば、第１カラーフィルターＣＦＡと第２カラーフィルターＣＦＢが互いに対向する端部や第２カラーフィルターＣＦＢと第３カラーフィルターＣＦＣが互いに対向する端部）に重なり、第２方向Ｙに延出している。このため、構造体Ｔを挟んで隣接する一方の画素がオン状態であり、他方の画素がオフ状態であったとしても、オン状態の画素とオフ状態の画素との間の構造体Ｔと重なる領域では、セルギャップが薄く、液晶層ＬＱの実効的な変調率を下げているため、液晶分子ＬＭが初期配向状態に近い状態で維持されている。このため、表示パネルＰＮＬを斜め方向から観察した場合であっても、隣接する画素の色が混ざって視認されるいわゆる混色による表示品位の劣化が抑制される。また、混色防止のために遮光層ＢＭの幅を拡大する必要がなくなるため、一画素あたりの表示に寄与する面積を拡大することが可能となる。

次に、本実施形態の変形例１について説明する。

図７は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。図７に示した構成は、図３に示した構成と比較して、構造体Ｔ１乃至Ｔ３を備えた点で異なっている。なお、ここに示す構造体Ｔ１乃至Ｔ３は、いずれも非表示領域に形成されている。

図７に示した例では、構造体Ｔ１は、第１方向Ｘに延在する長方形状に形成され、第１カラーフィルターＣＦＡ及び第２カラーフィルターＣＦＢに重なっている。なお、構造体Ｔ１と対向する位置には、後述する台座１３が配置されている。図示した例では、台座１３は、第２方向Ｙに延在する長方形状に形成されている。つまり、台座部１３と構造体Ｔ１とは互いの長辺が略直交している。

構造体Ｔ２は、第２方向Ｙに延在する長方形状に形成され、互いに異なる色のカラーフィルターの端部に部分的に重なっている。図示した例では、構造体Ｔ２は、第２カラーフィルターＣＦＢと第３カラーフィルターＣＦＣとの端部に重なっているが、第１カラーフィルターＣＦＡと第２カラーフィルターＣＦＢとの端部に重なっていても良い。

構造体Ｔ３は、第４カラーフィルターＣＦＤから第１方向Ｘに突出した突起状に形成され、第３カラーフィルターＣＦＣに重なっている。図７において、構造体Ｔ１及びＴ３は、第１方向Ｘに沿って同一直線上に形成されている。

図８は、図７のＣ−Ｄ線における表示パネルＰＮＬの断面を概略的に示す図である。

アレイ基板ＡＲは、第１絶縁膜１１の内面に形成された台座部１３を備えている。台座部１３は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。構造体Ｔ１乃至Ｔ３は、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。台座部１３は、第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２、及び、共通電極ＣＥを介して構造体Ｔ１を支持している。つまり、構造体Ｔ１は、台座部１３とともにスペーサを形成し、液晶層ＬＱを保持するためのセルギャップを形成している。なお、アレイ基板ＡＲと構造体Ｔ２及びＴ３との間には、液晶層ＬＱが介在している。

図７及び図８に示した変形例によれば、台座部１３とともにスペーサとして機能する構造体Ｔ１、或いは、アレイ基板ＡＲから離間した構造体Ｔ２及びＴ３は、第４カラーフィルターＣＦＤと同一材料を用いて同一工程で形成可能である。このため、製造効率の向上が可能な液晶表示装置を提供することができる。

また、構造体Ｔ１は、アレイ基板ＡＲにおいて対向基板ＣＴに向かって突出した台座部１３によって支持されている。このため、外部から表示パネルＰＮＬに応力が加わって構造体Ｔ１がずれたとしても、構造体Ｔ１が画素電極上の第１配向膜ＡＬ１に接触することがなく、第１配向膜ＡＬ１の損傷に起因した液晶分子の配向不良を抑制することが可能となる。勿論、外部から応力が加わった際、台座部１３が第２配向膜ＡＬ２に接触することはなく、第２配向膜ＡＬ２の損傷に起因した液晶分子の配向不良を抑制することも可能である。また、台座部１３の延出方向は、構造体Ｔ１の延出方向に対して略垂直に位置している。これによって、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの合わせずれが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に生じた場合であっても、台座部１３が構造体Ｔ１を支持することが可能である。

さらに、構造体Ｔ２及びＴ３は、液晶層ＬＱを介して、アレイ基板ＡＲと対向している。これにより、表示パネルＰＮＬに外部から局所的な衝撃力が加わったときに、構造体Ｔ２及びＴ３は、アレイ基板ＡＲに接触することで、衝撃力が分散し、表示パネルＰＮＬへのダメージを軽減することが可能である。

次に、本実施形態の変形例２について説明する。この変形例２における液晶表示装置は、各画素が反射領域及び透過領域を有する半透過型液晶表示装置である。

図９は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。図９に示した構成は、図３に示した構成と比較して、構造体Ｔが複数の画素に亘って形成された点で異なっている。

図９に図示した例では、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ及び第５画素ＰＸＥは、それぞれ反射領域３０及び透過領域４０を有している。構造体Ｔは、第４カラーフィルターＣＦＤと一体的に形成され、第１方向Ｘに延出し、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ及び第５画素ＰＸＥのそれぞれの反射領域３０に重なっている。

図１０は、図９の線Ｅ−Ｆにおける表示パネルの断面を概略的に示す図である。ここでは、画素ＰＸＢの断面構造について説明するが、他の画素についても同様の断面構造を有している。図１０に示した光路ａ、光路ｂは、表示パネルＰＮＬを透過する光路の一例を示している。

図１０に示した例では、画素ＰＸＢにおいて、第１絶縁膜１１の内面に、画素電極ＰＥ２が形成されている。反射層１２は、画素電極ＰＥ内の反射領域３０に形成されている。反射層１２は、対向基板ＣＴの外面側からの外光を反射する。反射層１２は、アルミニウムや銀などの反射率が高い金属材料で形成されることが望ましい。反射層１２は、ＩＴＯなどによって形成された画素電極ＰＥによって覆われている。なお、画素ＰＸＢにおいて、反射層１２が形成されていない領域は、透過領域４０に相当する。

対向基板ＣＴにおいては、構造体Ｔは、オーバーコート層の内面ＯＣＡに形成されている。構造体Ｔは、反射層１２と対向して形成されている。つまり、構造体Ｔは、画素ＰＸＢのうち、反射領域３０のみに形成され、透過領域４０には形成されていない。このような構造体Ｔは、例えば、透過領域４０におけるセルギャップの約１／２の厚さを有する。

図１０において、光路ａは、透過領域４０において表示パネルＰＮＬを透過する光路を示している。また、光路ｂは、反射領域３０において表示パネルＰＮＬを透過する光路を示している。ここで、透過領域４０における第１配向膜ＡＬ１の内面と第２配向膜ＡＬ２の内面との間のアレイ基板ＡＲ又は対向基板ＣＴの法線方向の距離を距離ｄとする。反射領域３０においては、第１配向膜ＡＬ１の内面と第２配向膜ＡＬ２の内面との間の法線方向の距離が約ｄ／２となるように構造体Ｔが形成されている。このため、光路ａの液晶層ＬＱにおける光路長は、光路ｂの液晶層ＬＱにおける光路長と略同等となる。つまり、反射領域３０での液晶層ＬＱにおける光路長と透過領域４０の液晶層ＬＱにおける光路長が略等しくなる。

図９及び図１０に示した変形例によれば、半透過型液晶表示装置の反射領域３０において、液晶層ＬＱ中の光路長を調整する構造体Ｔは、第４カラーフィルターＣＦＤと同一材料を用いて同一工程で形成可能である。このため、製造効率の向上が可能な液晶表示装置を提供することができる。

次に、本実施形態の変形例３について説明する。この変形例３における液晶表示装置は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードを適用した液晶表示装置である。

図１１は、本実施形態における各画素と構造体とのレイアウトの他の例を概略的に示す断面図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。図１１に示した構成は、図３に示した構成と比較して、構造体Ｔが複数の画素を横切るように形成された点で異なっている。

図１１に図示した例では、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ及び第５画素ＰＸＥは、いずれも第２方向Ｙに延出した長方形状に形成されている。構造体Ｔは、第１方向Ｘに延出し、第１画素ＰＸＡ、第２画素ＰＸＢ、第３画素ＰＸＣ及び第５画素ＰＸＥにおける略中央部を横切っている。

図１２は、図１１の線Ｄ−Ｄ‘における表示パネルの断面を概略的に示す図である。ここでは、画素ＰＸＢの断面構造について説明するが、他の画素についても同様の断面構造を有している。

構造体Ｔは、オーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成されている。構造体Ｔは、画素電極ＰＥ２に対向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された際に、構造体Ｔの周辺で、アレイ基板ＡＲ或いは対向基板ＣＴの法線に対して傾斜した電界が形成される。つまり、構造体Ｔは、ＶＡモードの液晶層ＬＱにおいてオン状態での液晶分子の配向方向を決定するための電界の傾きを形成する。

図１１及び図１２に示した変形例によれば、ＶＡモードの液晶表示装置において、液晶分子ＬＭの配向方向を決定する構造体Ｔは、第４カラーフィルターＣＦＤと同一材料を用いて同一工程で形成可能である。このため、製造効率の向上が可能な液晶表示装置を提供することができる。

本実施形態では、ＶＡモードへの適用例について説明したが、図３及び図４の構成例、図７及び図８の構成例、及び、図９及び図１０の構成例については、他のモードにも適用可能である。他のモードについては表示パネル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。

また、本実施形態では、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔがオーバーコート層ＯＣの内面ＯＣＡに形成された例について説明したが、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔが同一層に形成されていれば良く、オーバーコート層ＯＣを省略しても良い。また、第４カラーフィルターＣＦＤ及び構造体Ｔを形成した後に、オーバーコート層ＯＣを形成しても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、製造効率の向上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。

Ｔ…構造体 ＰＸＡ…第１画素 ＰＸＢ…第２画素 ＰＸＣ…第３画素
ＰＸＤ…第４画素 ＰＸＥ…第５画素 ＣＦＡ…第１カラーフィルター
ＣＦＢ…第２カラーフィルター ＣＦＣ…第３カラーフィルター
ＣＦＤ…第４カラーフィルター ＣＦＥ…第５カラーフィルター
ＰＵ…単位画素

Claims (8)

1. 第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板の内面側にそれぞれ形成された第１画素電極及び第２画素電極と、を備えたアレイ基板と、
   第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板の内面に形成され前記第１画素電極と対向する第１カラーフィルターと、前記第２画素電極と対向するとともに前記第１カラーフィルターとは異なる色の第２カラーフィルターと、前記第１カラーフィルターの前記アレイ基板と対向する側に形成され前記第２カラーフィルターと同一材料で形成される構造体と、を備えた対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向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。
2. 前記対向基板は、さらに、前記第１カラーフィルターを覆うとともに前記第２絶縁基板と前記第２カラーフィルターとの間に介在するオーバーコート層を備えた、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２カラーフィルター及び前記構造体は、透明あるいは白色の樹脂材料によって形成された、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記アレイ基板と前記構造体との間に前記液晶層が介在する、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記アレイ基板は、さらに、前記対向基板と対向する側に形成され前記構造体を支持する台座部を備えた、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記アレイ基板は、さらに、反射層を有し、前記構造体は、前記反射層に対向して形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記対向基板は、さらに、前記第１画素電極及び前記第２画素電極と対向する共通電極を備え、前記構造体は、前記第１画素電極及び前記第２画素電極と対向する位置で液晶分子の配向を制御する、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板の内面側にそれぞれ形成された第１乃至第４画素電極と、を備えたアレイ基板と、
   第２絶縁基板と、前記第１画素電極と対向する赤色の第１カラーフィルターと、前記第２画素電極と対向する緑色の第２カラーフィルターと、前記第３画素電極と対向する青色の第３カラーフィルターと、前記第１乃至第３カラーフィルターを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層の前記アレイ基板と対向する内面に形成され前記第４画素電極と対向し前記第１乃至第３カラーフィルターとは異なる色の第４カラーフィルターと、前記オーバーコート層の内面に形成され前記第４カラーフィルターと同一材料で形成される構造体と、を備えた対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向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。

Images