JP2016105121A - カラーフィルタ基板及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高精細化が可能なカラーフィルタ基板及び表示装置を得る。【解決手段】一実施形態のカラーフィルタ基板は、絶縁基板、第1乃至第5信号線、第1乃至第3スイッチング素子、第1乃至第3画素電極、カラーフィルタ層、絶縁層を備える。第1画素電極は第1信号線、第2信号線、第4信号線及び第5信号線に囲われた第1領域にて第1信号線の側に形成され、第2画素電極は第1領域にて第2信号線の側に形成される。第3画素電極は、第1乃至第4信号線に囲われ第1領域と隣り合う第2領域に形成される。カラーフィルタ層は、各画素電極と絶縁基板との間に設けられる。絶縁層は、第1乃至第3開口部を有する。このようなカラーフィルタ基板において、各画素電極は、それぞれ、各開口部を通じて各スイッチング素子と電気的に接続され、第1開口部は第1信号線の側に形成され、第2開口部は第2信号線の側に形成される。【選択図】 図5
Description
本発明の実施形態は、カラーフィルタ基板及び表示装置に関する。
例えば液晶表示装置のように、互いに対向する一対の基板を有する表示装置においては、一方の基板にスイッチング素子や画素電極を形成し、他方の基板にカラーフィルタを形成する構成が広く採用されている。
このような表示装置において、一方の基板と他方の基板との合わせずれが生じると、画素電極とカラーフィルタとの位置がずれて隣り合う画素同士の混色を生じたり、本来は平面視で重なる配線及び遮光層などの不透明な要素の位置がずれて開口率が低下したりし得る。
このような表示装置において、一方の基板と他方の基板との合わせずれが生じると、画素電極とカラーフィルタとの位置がずれて隣り合う画素同士の混色を生じたり、本来は平面視で重なる配線及び遮光層などの不透明な要素の位置がずれて開口率が低下したりし得る。
また、近年では、表示装置により表示される画像の画質向上の観点から、表示装置の一層の高精細化が求められている。高精細な表示装置を得るためには、画素幅を小さくする必要があるが、このような画素においては画素電極とカラーフィルタとの位置ずれによる影響が増大し得る。
本発明が解決しようとする課題は、高精細化が可能なカラーフィルタ基板及び表示装置を得ることである。
一実施形態に係るカラーフィルタ基板は、絶縁基板と、第1乃至第5信号線と、第1乃至第3スイッチング素子と、第1乃至第3画素電極と、カラーフィルタ層と、絶縁層と、を備えている。第1信号線及び第2信号線は、第1方向に並び、第1信号が供給される。第2乃至第3信号線は、第1方向と交わる第2方向に並び、第1信号とは異なる信号である第2信号が供給され、第1信号線及び第2信号線とそれぞれ交差する。第1画素電極は、第1信号線、第2信号線、第4信号線、及び第5信号線に囲われた第1領域において第1信号線の側に形成される。第2画素電極は、第1領域において第2信号線の側に形成される。第3画素電極は、第1信号線、第2信号線、第3信号線、及び第4信号線に囲われ、第1領域と第2方向に隣り合う第2領域に形成される。カラーフィルタ層は、第1画素電極、第2画素電極、及び第3画素電極と絶縁基板との間に設けられる。絶縁層は、カラーフィルタ層を覆うとともに、絶縁層を貫通する第1開口部、第2開口部、及び第3開口部を有する。このようなカラーフィルタ基板において、第1画素電極は第1開口部を通じて第1スイッチング素子と電気的に接続され、第2画素電極は第2開口部を通じて第2スイッチング素子と電気的に接続され、第3画素電極は第3開口部を通じて第3スイッチング素子と電気的に接続され、第1開口部は第1信号線の側に形成され、第2開口部は第2信号線の側に形成される。
また、一実施形態に係る表示装置は、上記カラーフィルタ基板と同様の構成を有する第1基板と、第1基板に対向する第2基板と、を備える。
いくつかの実施形態について、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。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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。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省略することがある。
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。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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。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省略することがある。
各実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置を開示する。この液晶表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。なお、各実施形態にて開示する主要な構成は、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。
(第1実施形態)
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置DSPの外観の一例を模式的に示す図である。液晶表示装置DSPは、表示パネルPNLと、バックライトBLと、を備えている。
表示パネルPNLは、第1基板SU1と、第2基板SU2と、第1基板SU1及び第2基板SU2の間に保持された液晶層(後述する液晶層LQ)と、を備えている。また、表示パネルPNLは、画像を表示するための表示エリアDAを有している。図1の例において、この表示エリアDAは、第1方向D1に沿う長辺と、第1方向D1に直交する第2方向D2に沿う短辺とを有する長方形状である。但し、表示エリアDAの形状はこのような長方形状に限られない。
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置DSPの外観の一例を模式的に示す図である。液晶表示装置DSPは、表示パネルPNLと、バックライトBLと、を備えている。
表示パネルPNLは、第1基板SU1と、第2基板SU2と、第1基板SU1及び第2基板SU2の間に保持された液晶層(後述する液晶層LQ)と、を備えている。また、表示パネルPNLは、画像を表示するための表示エリアDAを有している。図1の例において、この表示エリアDAは、第1方向D1に沿う長辺と、第1方向D1に直交する第2方向D2に沿う短辺とを有する長方形状である。但し、表示エリアDAの形状はこのような長方形状に限られない。
第1基板SU1は、外部接続用の端子が配列された接続部CNを備えている。この接続部CNには、例えばフレキシブル配線基板が接続され、このフレキシブル配線基板を介して液晶表示装置DSPと電子機器のコントロールボードなどの外部モジュールとが電気的に接続される。
バックライトBLは、第1基板SU1の背面側(第2基板SU2との対向面の反対側)に配置され、表示エリアDAと対向している。このようなバックライトBLとしては、種々の形態が適用可能である。一例として、バックライトBLは、第1基板SU1と対向する導光板と、この導光板の端部に沿って配置された複数の発光ダイオード(LED)などの光源と、を備えている。
図2は、第1基板SU1の第2基板SU2との対向面を模式的に示す図である。第1基板SU1は、表示エリアDAと重複しない周辺領域に上記の接続部CNと、駆動回路PC1,PC2,PC3と、を備えている。図2の例においては、駆動回路PC1,PC2がそれぞれ表示エリアDAの長辺に沿って配置され、駆動回路PC3が表示エリアDAの短辺に沿って配置されている。
表示エリアDAには、多数の画素が形成されている。図3は、画素配列の一例を示す図である。なお、画素は、表示エリアDAにおけるカラー画像を表示するための最小単位である。この図においては、2種類の画素PX(PX1,PX2)を示している。画素PX1,PX2は、第1色に対応する副画素PXG1と、第2色に対応する副画素PXR1と、第3色に対応する副画素PXBと、第4色に対応する副画素PXG2と、第5色に対応する副画素PXR2と、第6色に対応する副画素PXWと、を含んでいる。本実施形態では、一例として、第1色及び第4色が緑色であり、第2色及び第5色が赤色であり、第3色が青色であり、第6色が白色である場合を想定する。但し、画素PX1,PX2は、緑色、赤色、青色、白色以外の色に対応する副画素を含んでいても良いし、緑色、赤色、青色の3色以外の他色に対応する副画素によって構成されていても良い。また、表示エリアDAには1種類の画素PXのみが配列されても良いし、3種類以上の画素PXが配列されていても良い。
画素PX1は、第1方向D1に沿って連続して配置されている。同様に、画素PX2は、第1方向D1に沿って連続して配置されている。第1方向D1に並ぶ画素PX1の列と、第1方向D1に並ぶ画素PX2の列は、第2方向D2に沿って交互に繰り返している。
画素PX1,PX2において、副画素PXG1,PXR1は第1方向D1に隣り合い、同様に、副画素PXG2,PXR2は第1方向D1に隣り合う。画素PX1において、副画素PXG1,PXR1は副画素PXBと隣り合い、副画素PXG2,PXR2は副画素PXWと隣り合う。一方、画素PX2において、副画素PXG1,PXR1は副画素PXWと隣り合い、副画素PXG2,PXR2は副画素PXBと隣り合う。
図3の例では、画素PX1,PX2のいずれにおいても、副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2が第1面積を有しており、副画素PXB,PXWが第1面積よりも大きい第2面積を有している。例えば、第2面積は第1面積の約2倍である。
副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの形状は特に限定されるものではないが、視覚特性及び画素の配列密度の観点から四角形又はこれに近似する形状(言い換えれば、実質的に四角形)であることが好ましく、平行四辺形或いはこれに近い形状(言い換えれば、実質的に平行四辺形)であればなお好ましい。また、副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの第2方向D2における幅は実質的に同一の関係(例えば、互いの長さ比が0.8倍から1.2倍の範囲に収まる)である。さらに、副画素PXB,PXWの第1方向D1における幅は副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2の第1方向D1における幅よりも長い関係にあり、図3の例においては約2倍である。
副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの形状は特に限定されるものではないが、視覚特性及び画素の配列密度の観点から四角形又はこれに近似する形状(言い換えれば、実質的に四角形)であることが好ましく、平行四辺形或いはこれに近い形状(言い換えれば、実質的に平行四辺形)であればなお好ましい。また、副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの第2方向D2における幅は実質的に同一の関係(例えば、互いの長さ比が0.8倍から1.2倍の範囲に収まる)である。さらに、副画素PXB,PXWの第1方向D1における幅は副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2の第1方向D1における幅よりも長い関係にあり、図3の例においては約2倍である。
人間の網膜上において、青色に対応する錐体細胞は緑色及び赤色に対応する錐体細胞よりも数が少ないため、人間の視覚は青色に対する解像度が緑色及び赤色に比べて低い。図3に示す画素PX1,PX2は、このような人間の視覚の特徴を利用している。すなわち、青色の副画素PXB及び一般的に青味を帯びる白色の副画素PXWのサイズを赤色の副画素PXR1,PXR2及び緑色の副画素PXG1,PXG2よりも大きくし、且つその数を少なくしたことで、実効的な解像度を落とすことなく画素PX1,PX2の面積を向上させることが可能となる。
図4は、表示パネルPNLの概略的な等価回路の一例を示す図である。表示パネルPNLは、第1方向D1に沿って並ぶ第1信号が供給される第1信号線と、第2方向D2に沿って並ぶ第2信号が供給される第2信号線とを備えている。第1信号及び第2信号は画素に映像を表示させるための信号であり、一般的には一方がゲート信号(走査信号)であり、他方がソース信号(画像信号)である。図4においては、第1信号線としての複数のゲート配線Gと、第2信号線としての複数のソース配線Sと、を備えている。例えば、第1方向D1におけるいずれかの端部から数えて奇数番目のゲート配線Gは駆動回路PC1に接続され、偶数番目のゲート配線Gは駆動回路PC2に接続されている。各ソース配線Sは、駆動回路PC3に接続されている。
図4においては、画素PX1の等価回路を示している。この画素PX1において、副画素PXG1は、ゲート配線G1及びソース配線S2と電気的に接続されたスイッチング素子SWG1と、このスイッチング素子SWG1と電気的に接続された画素電極PEG1と、を備えている。副画素PXR1は、ゲート配線G2及びソース配線S1と電気的に接続されたスイッチング素子SWR1と、このスイッチング素子SWR1と電気的に接続された画素電極PER1と、を備えている。副画素PXG2は、ゲート配線G2及びソース配線S2と電気的に接続されたスイッチング素子SWG2と、このスイッチング素子SWG2と電気的に接続された画素電極PEG2と、を備えている。副画素PXR2は、ゲート配線G3及びソース配線S1と電気的に接続されたスイッチング素子SWR2と、このスイッチング素子SWR2と電気的に接続された画素電極PER2と、を備えている。副画素PXBは、ゲート配線G2及びソース配線S3と電気的に接続されたスイッチング素子SWBと、このスイッチング素子SWBと電気的に接続された画素電極PEBと、を備えている。副画素PXWは、ゲート配線G3及びソース配線S3と電気的に接続されたスイッチング素子SWWと、このスイッチング素子SWWと電気的に接続された画素電極PEWと、を備えている。但し、各副画素のスイッチング素子SW(SWG1,SWG2,SWR1,SWR2,SWB,SWW)とゲート配線G及びソース配線Sとの接続関係は、図4に示すものに限られない。なお、スイッチング素子とは抵抗等の電気的特性が切り替わる素子のことを示し、代表例は電界効果トランジスタに代表されるトランジスタである(図4においては電界効果トランジスタである)。
例えば、各画素電極PE(PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEW)は、共通電極CEと対向している。共通電極CEは、例えば複数の画素PXに亘って設けられ、コモン電圧を供給する給電部VSと電気的に接続されている。
駆動回路PC1,PC2は、各ゲート配線Gに対して走査信号を順次供給する。駆動回路PC3は、各ソース配線Sに対して画像信号を選択的に供給する。スイッチング素子SWに走査信号及び画像信号の双方が入力されると、このスイッチング素子SWに接続された画素電極PEと共通電極CEとの間に電界が生じ、この電界によって第1基板SU1及び第2基板SU2の間に保持された液晶層LQの液晶分子の配向が変わる。
駆動回路PC1,PC2は、各ゲート配線Gに対して走査信号を順次供給する。駆動回路PC3は、各ソース配線Sに対して画像信号を選択的に供給する。スイッチング素子SWに走査信号及び画像信号の双方が入力されると、このスイッチング素子SWに接続された画素電極PEと共通電極CEとの間に電界が生じ、この電界によって第1基板SU1及び第2基板SU2の間に保持された液晶層LQの液晶分子の配向が変わる。
画素PX2の等価回路は、副画素PXBと副画素PXWの位置が入れ替わる点を除き、画素PX1と同様である。
以上のような構成の液晶表示装置DSPは、バックライトBLから表示パネルPNLに入射する光を画素PXごとに選択的に透過させて画像を表示エリアDAに表示する、いわゆる透過型の液晶表示装置に相当する。但し、液晶表示装置DSPは、外部から第2基板SU2に入射する光を利用して画像を表示する反射型の液晶表示装置であっても良いし、透過型及び反射型の双方の機能を備えた液晶表示装置であっても良い。
以上のような構成の液晶表示装置DSPは、バックライトBLから表示パネルPNLに入射する光を画素PXごとに選択的に透過させて画像を表示エリアDAに表示する、いわゆる透過型の液晶表示装置に相当する。但し、液晶表示装置DSPは、外部から第2基板SU2に入射する光を利用して画像を表示する反射型の液晶表示装置であっても良いし、透過型及び反射型の双方の機能を備えた液晶表示装置であっても良い。
図5は、画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、画素PX1に含まれる副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWと、この画素PX1に隣り合う画素PX2に含まれる副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2と、を示している。
図5の例においては、3本のゲート配線G(G1,G2,G3)と、これらゲート配線Gと交差する6本のソース配線S(S1,S2,S3,S4,S5,S6)と、を示している。ゲート配線G1,G2,G3は、第2方向D2に沿って直線状に延び、第1方向D1に沿って等間隔で並んでいる。ソース配線S1,S2,S3,S4,S5,S6は、ゲート配線G1とゲート配線G2との間においては第1方向D1に対して時計回りに鋭角で傾いて互いに平行かつ直線状に延び、ゲート配線G2とゲート配線G3との間においては第1方向D1に対して時計回りに鈍角で傾いて互いに平行かつ直線状に延びている。これらのソース配線S1,S2,S3,S4,S5,S6は、第2方向D2に沿って並んでいる。さらに、ソース配線S2とソース配線S3、ソース配線S5とソース配線S6は、第2方向D2において、副画素を介さずに隣り合って配置されている。一方で、ソース配線S1とソース配線S2、ソース配線S3とソース配線S4は、第2方向D2において、副画素を介して隣り合って配置されている。
画素PX1に含まれる副画素PXG1の画素電極PEG1及び副画素PXR1の画素電極PER1は、ゲート配線G1,G2及びソース配線S1,S2に囲われた領域A1に配置されている。画素PX1に含まれる副画素PXBの画素電極PEBは、ゲート配線G1,G2及びソース配線S3,S4に囲われた領域A2に配置されている。画素PX1に含まれる副画素PXG2の画素電極PEG2及び副画素PXR2の画素電極PER2は、ゲート配線G2,G3及びソース配線S1,S2に囲われた領域A3に配置されている。画素PX1に含まれる副画素PXWの画素電極PEWは、ゲート配線G2,G3及びソース配線S3,S4に囲われた領域A4に配置されている。領域A1と領域A2は第2方向D2に隣り合い、領域A1と領域A3は第1方向D1に隣り合い、領域A2と領域A4は第1方向D1に隣り合い、領域A3と領域A4は第2方向D2に隣り合う。また、画素電極PEG1,PER1は第1方向D1に隣り合い、画素電極PEG1及びPER1と画素電極PEBとは第2方向D2に隣り合い、画素電極PEG2,PER2は第1方向D1に隣り合い、画素電極PEG2及びPER2と画素電極PEWとは第2方向D2に隣り合う。
なお、領域A1はゲート配線G1,G2及びソース配線S1,S3に囲われた領域と、領域A2はゲート配線G1,G2及びソース配線S2,S4に囲われた領域と、領域A3はゲート配線G2,G3及びソース配線S1,S3に囲われた領域と、領域A4はゲート配線G2,G3及びソース配線S2,S4に囲われた領域と、それぞれ定義することもできる。
領域A1において、画素電極PEG1はゲート配線G1の側(ゲート配線G1の近傍)に位置し、画素電極PER1はゲート配線G2の側(ゲート配線G2の近傍)に位置している。領域A3において、画素電極PEG2はゲート配線G2の側(ゲート配線G2の近傍)に位置し、画素電極PER2はゲート配線G3の側(ゲート配線G3の近傍)に位置している。
画素PX2においても、画素PX1と同様に、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWが領域A1〜A4に配置されている。詳細については、画素PX1と実質的に同様であるので省略する。
図5の例において、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWは、いずれもスリットSL1と、このスリットSL1を介して屈曲しながら帯状に延びる2本の櫛歯電極PEaと、を有している。櫛歯電極PEaは、全体として、第1方向D1及び第2方向D2のそれぞれに対して傾いた方向に延びている。なお、画素電極は、一方向に延在した一本の電極であっても良い。
スイッチング素子SWG1,SWG2,SWR1,SWR2,SWB,SWWは、いずれも半導体層SCを備えている。
画素PX1において、スイッチング素子SWG1の半導体層SCは、一端が接続電極CAL及び接続孔CHA1を介して画素電極PEG1と電気的に接続されるとともに他端が接続孔CHB1を介してソース配線S2と電気的に接続されている。
画素PX1において、スイッチング素子SWG1の半導体層SCは、一端が接続電極CAL及び接続孔CHA1を介して画素電極PEG1と電気的に接続されるとともに他端が接続孔CHB1を介してソース配線S2と電気的に接続されている。
スイッチング素子SWR1の半導体層SCも、上述のスイッチングSWG1の半導体層SCと同様である。この場合、接続孔CHA1は接続孔CHA2に、接続孔CHB1は接続孔CHB2に、画素電極PEG1は画素電極PER1に、ソース電極S2はソース電極S1に対応している。
スイッチング素子SWBの半導体層SCも、上述のスイッチングSWG1の半導体層SCと同様である。この場合、接続孔CHA1は接続孔CHA3に、接続孔CHB1は接続孔CHB3に、画素電極PEG1は画素電極PEBに、ソース電極S2はソース電極S3に対応している。
スイッチング素子SWG2の半導体層SCも、上述のスイッチングSWG1の半導体層SCと同様である。この場合、接続孔CHA1は接続孔CHA4に、接続孔CHB1は接続孔CHB4に、画素電極PEG1は画素電極PEG2に対応している。
スイッチング素子SWR2の半導体層SCも、上述のスイッチングSWG1の半導体層SCと同様である。この場合、接続孔CHA1は接続孔CHA5に、接続孔CHB1は接続孔CHB5に、画素電極PEG1は画素電極PER2に、ソース電極S2はソース電極S1に対応している。
スイッチング素子SWWの半導体層SCも、上述のスイッチングSWG1の半導体層SCと同様である。この場合、接続孔CHA1は接続孔CHA6に、接続孔CHB1は接続孔CHB6に、画素電極PEG1は画素電極PEWに、ソース電極S2はソース電極S3に対応している。
また、それぞれの対応する領域内において、接続孔CHA1はゲート配線G1の側(ゲート配線G1の近傍)に形成され、接続孔CHA2、CHA3及びCHA4はゲート配線G2の側(ゲート配線G2の近傍)に形成され、接続孔CHA5及びCHA6はゲート配線G3の側(ゲート配線G3の近傍)に形成されている。
さらに、ゲート配線G1,G2の間において、接続孔CHB1はソース配線S2と重なる位置に形成され、接続孔CHB2はソース配線S1と重なる位置に形成され、接続孔CHB3はソース配線S3と重なる位置に形成されている。一方、ゲート配線G2,G3の間において、接続孔CHB4はソース配線S2と重なる位置に形成され、接続孔CHB5はソース配線S1と重なる位置に形成され、接続孔CHB6はソース配線S3と重なる位置に形成されている。
画素PX2の構成は、画素PX1と概ね同様であるので説明を省略する。
画素PX2の接続孔CHA1及び接続電極CALは領域A1においてゲート配線G1の側(ゲート配線G1の近傍)に形成され、画素PX2の接続孔CHB1はゲート配線G1,G2の間においてソース配線S5と重なる位置に形成されている。接続孔CHA2及び接続電極CALは領域A1においてゲート配線G2の側(ゲート配線G2の近傍)に形成され、画素PX2の接続孔CHB2はゲート配線G1,G2の間においてソース配線S4と重なる位置に形成されている。画素PX2の接続孔CHA4及び接続電極CALは領域A3においてゲート配線G2の側(ゲート配線G2の近傍)に形成され、画素PX2の接続孔CHB4はゲート配線G2,G3の間においてソース配線S5と重なる位置に形成されている。画素PX2の接続孔CHA5及び接続電極CALは領域A3においてゲート配線G3の側(ゲート配線G3の近傍)に形成され、画素PX2の接続孔CHB5はゲート配線G2,G3の間においてソース配線S4と重なる位置に形成されている。
図6は、図5における6A−6B線に沿う表示パネルPNLの断面を模式的に示す図である。第1基板SU1は、ガラス基板や樹脂基板などの第1絶縁基板ISU1を備えている。第2基板SU2と対向する第1絶縁基板ISU1の第1面F11は、第1アンダーコート層UC1によって覆われ、この第1アンダーコート層UC1は、第2アンダーコート層UC2によって覆われている。第1アンダーコート層UC1及び第2アンダーコート層UC2は、例えば、シリコン酸化物(SiO)やシリコン酸窒化物(SiON)などによって形成されている。第1絶縁基板ISU1の第1面F11の反対側に位置する第2面F12には第1偏光板PL1が配置されている。
第2アンダーコート層UC2は、第1絶縁層IL1によって覆われ、この第1絶縁層IL1は、第2絶縁層IL2によって覆われている。第1絶縁層IL1及び第2絶縁層IL2は、例えば、シリコン酸化物(SiO)やシリコン窒化物(SiNx)などによって形成されている。
第2絶縁層IL2の液晶層LQ側の面にはソース配線S(S1,S2)が形成されている。ソース配線Sは、カラーフィルタ層CFLによって覆われている。カラーフィルタ層CFLは、第2絶縁層IL2も覆っている。カラーフィルタ層CFLは、第3絶縁層IL3によって覆われている。図6の例においてはカラーフィルタ層CFLを単一の層として表しているが、図8を用いて後述するように、カラーフィルタ層CFLは複数の島状のカラーフィルタを含んでいる。
第3絶縁層IL3の液晶層LQ側の面には、共通電極CEが形成されている。この共通電極CEは、例えば窒化珪素である第4絶縁層IL4によって覆われている。第4絶縁層IL4の液晶層LQ側の面には、画素電極PE(PEG1)が形成されている。すなわち、図6の例において、画素電極PE及び共通電極CEは第4絶縁層IL4を介して対向している。画素電極PE及び第4絶縁層IL4は、液晶層LQと接する第1配向膜AL1によって覆われている。
画素電極PE及び共通電極CEは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)などの透明な導電材料によって形成されている。
一方、第2基板SU2は、ガラス基板や樹脂基板などの第2絶縁基板ISU2を備えている。第1基板SU1と対向する第2絶縁基板ISU2の第1面F21は、オーバーコート層OCによって覆われている。このオーバーコート層OCは、液晶層LQと接する第2配向膜AL2によって覆われている。第2絶縁基板ISU2の第1面F21の反対側に位置する第2面F22には第2偏光板PL2が配置されている。
第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、液晶層LQに含まれる液晶分子を配向させるものである。これらは、例えば、ポリイミド系の有機高分子で形成されており、ラビング法による配向処理が施されている。或いは、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2を、光反応性を有するポリイミド系の有機高分子などで形成し、偏光紫外光の照射による配向処理を施すこともできる。この場合においては、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2表面の凹凸の配向処理への影響を防止或いは緩和することができる。液晶分子の初期配向状態は、例えばホモジニアス配向である。
画素電極PE及び共通電極CEの間に電圧が印加されると、基板主面(第1方向D1及び第2方向D2と平行な平面)と平行な成分を含むフリンジ電界EFが生じる。このフリンジ電界EFにより、液晶層LQの液晶分子は、基板主面と平行な面内で回転する。なお、本実施形態は横電界方式の一種であるフリンジ電界EFが生じるような画素電極PE及び共通電極CEを配置しているが、これに限定されるものではない。本発明には縦電界方式、斜め電界方式も適用可能であり、画素電極PE及び共通電極CEは求める電界に対応して適宜配置すればよい。
なお、図6においては副画素PXG1に着目して表示パネルPNLの断面構造を説明したが、他の副画素PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWにおける画素電極PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWなどについても、副画素PXG1と同様の構造及び作用を有する。
図7は、図5における7A−7B線に沿う表示パネルPNLの断面を模式的に示す図である。スイッチング素子SW(SWR1)の半導体層SCは、第2アンダーコート層UC2の液晶層LQ側の面に形成されている。半導体層SCは、例えばポリシリコンによって形成されている。例えば、第1絶縁基板ISU1と第1アンダーコート層UC1との間、或いは第1アンダーコート層UC1と第2アンダーコート層UC2との間に半導体層SCと対向する遮光層を設け、バックライトBLから半導体層SCへの光の入射を防いでも良い。
図7の例において、接続孔CHB(CHB2)は、第1絶縁層IL1及び第2絶縁層IL2を貫通している。ソース配線S(S1)は、接続孔CHBを通じて半導体層SCに接触している。
接続電極CALは、接続孔CHCを通じて半導体層SCに接触している。この接続孔CHCは、第1絶縁層IL1及び第2絶縁層IL2にそれぞれ設けられた貫通孔により構成されている。接続電極CALは、ソース配線Sと同層に形成されている。接続電極CAL及びソース配線Sは、例えば、アルミニウム或いはアルミニウム合金を2層のチタン或いはチタン合金で挟んだ3層構造である。
接続電極CALは、接続孔CHCを通じて半導体層SCに接触している。この接続孔CHCは、第1絶縁層IL1及び第2絶縁層IL2にそれぞれ設けられた貫通孔により構成されている。接続電極CALは、ソース配線Sと同層に形成されている。接続電極CAL及びソース配線Sは、例えば、アルミニウム或いはアルミニウム合金を2層のチタン或いはチタン合金で挟んだ3層構造である。
ゲート配線G(G2)は、第1絶縁層IL1の液晶層LQ側の面に形成され、第2絶縁層IL2によって覆われている。ゲート配線Gは、例えば、モリブデンタングステン(MoW)合金によって形成されている。
図5及び図7などにおいては、スイッチング素子SWの一例として、いわゆるトップゲート型かつダブルゲート型の薄膜トランジスタを示しているが、スイッチング素子SWはこの種の薄膜トランジスタに限られない。例えば、スイッチング素子SWは、シングルゲート型の薄膜トランジスタや、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであっても良い。
図5及び図7などにおいては、スイッチング素子SWの一例として、いわゆるトップゲート型かつダブルゲート型の薄膜トランジスタを示しているが、スイッチング素子SWはこの種の薄膜トランジスタに限られない。例えば、スイッチング素子SWは、シングルゲート型の薄膜トランジスタや、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであっても良い。
画素電極PE(PER1)は、接続孔CHA(CHA2)を通じて接続電極CALに接触している。図7の例において、接続孔CHAは、カラーフィルタ層CFL、第3絶縁層IL3、第4絶縁層IL4、及び共通電極CEを貫通している。
接続孔CHA(図7においてはCHA2)の断面においては、第4絶縁層IL4に設けられた孔部の周縁が接続孔CHAの最も中心側に位置し、その外側に第3絶縁層IL3の孔部の周縁が位置し、さらにその外側に共通電極CEの孔部の周縁と、カラーフィルタ層CFLにおける間隙の縁部が位置している。接続孔CHAにおいて、第4絶縁層IL4は画素電極PEに覆われている。接続孔CHAの断面をこのように構成すると、カラーフィルタ層CFLが接続孔CHAにおいて画素電極PE、第4絶縁層IL4、及び第3絶縁層IL3で被覆されるため、カラーフィルタ層CFLに不純物が含有される場合であっても、この不純物の液晶層LQへの移動を効果的に防ぐことができる。
一例として、カラーフィルタ層CFLの間隙の幅は第2絶縁層IL2側の底部において約8μmかつ液晶層LQ側の頂部において約10μmであり、第3絶縁層IL3の孔部の径は第2絶縁層IL2側の底部において約4μmかつ液晶層LQ側の頂部において約6μmであり、第4絶縁層IL4の孔部の径は約3μmである。
第2絶縁基板ISU2の第1面F21には、接続孔CHA及びゲート配線Gに対向する遮光層BMが形成されている。この遮光層BMは、オーバーコート層OCによって覆われている。
なお、図7においては副画素PXR1に着目して表示パネルPNLの断面構造を説明したが、他の副画素PXG1,PXG2,PXR2,PXB,PXWにおける画素電極PEG1,PEG2,PER2,PEB,PEW、スイッチング素子SWG1,SWG2,SWR2,SWB,SWW、接続孔CHA1,CHA3〜CHA6、及び、接続孔CHB1,CHB3〜CHB6などについても、副画素PXR1と同様の構造及び作用を有する。
なお、図7においては副画素PXR1に着目して表示パネルPNLの断面構造を説明したが、他の副画素PXG1,PXG2,PXR2,PXB,PXWにおける画素電極PEG1,PEG2,PER2,PEB,PEW、スイッチング素子SWG1,SWG2,SWR2,SWB,SWW、接続孔CHA1,CHA3〜CHA6、及び、接続孔CHB1,CHB3〜CHB6などについても、副画素PXR1と同様の構造及び作用を有する。
接続孔CHA1,CHA2,CHA3,CHA4,CHA5,及びCHA6は、それぞれ、第3絶縁層IL3に形成された貫通孔である第1開口部、第2開口部、第3開口部、第4開口部、第5開口部、及び第6開口部の一例である。
図6及び図7に示したように、本実施形態においては、カラーフィルタ層CFLが第1基板SU1に設けられている。すなわち、液晶表示装置DSPはCOA(Color filter On Array)方式であり、第1基板SU1はスイッチング素子SW及びカラーフィルタ層CFLの双方を備えたカラーフィルタ基板である。
図6及び図7に示したように、本実施形態においては、カラーフィルタ層CFLが第1基板SU1に設けられている。すなわち、液晶表示装置DSPはCOA(Color filter On Array)方式であり、第1基板SU1はスイッチング素子SW及びカラーフィルタ層CFLの双方を備えたカラーフィルタ基板である。
カラーフィルタ層CFLは、異なる色に対応する複数のカラーフィルタを含んでいる。図8は、図5に示した画素PX1,PX2に配置されるカラーフィルタCF(CFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFW)の形状の一例を模式的に示す平面図である。
なお、この図に示すカラーフィルタCFG1は画素電極PEG1と対向し、カラーフィルタCFG2は画素電極PEG2と対向し、カラーフィルタCFR1は画素電極PER1と対向し、カラーフィルタCFR2は画素電極PER2と対向し、カラーフィルタCFBは画素電極PEBと対向し、カラーフィルタCFWは画素電極PEWと対向している。
カラーフィルタCFG1,CFG2は、例えば、緑色の顔料によって着色された有機樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFR1,CFR2は、例えば、赤色の顔料によって着色された有機樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFBは、例えば、青色の顔料によって着色された有機樹脂材料によって形成されている。カラーフィルタCFWは、例えば、着色されていない実質的に無色の有機樹脂材料によって形成されている。例えば、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWの厚さはいずれも等しい。なお、副画素PXWにおいてカラーフィルタCFWを設けない構成を採用することもできる。但し、この場合においては、第3絶縁層IL3によってカラーフィルタ層CFLが十分に平坦化されずに、副画素PXWにおける液晶層LQの厚さが増大し、副画素PXWの表示色が黄色味を帯びる場合がある。すなわち、カラーフィルタCFWを設けることで、副画素PXWの液晶層LQの厚さを他の副画素と同一に保ち、表示色の着色を防ぐ効果が得られる。
カラーフィルタCFG1,CFR1は、領域A1に配置されている。画素PX1において、カラーフィルタCFG1の第1方向D1における一方の端部は接続孔CHA1の近傍を除きゲート配線G1と重なり、他方の端部は領域A1の第1方向D1における中心付近に位置している。また、このカラーフィルタCFG1の第2方向D2における一方の端部はソース配線S1と重なり、他方の端部はソース配線S3と重なっている。画素PX1において、カラーフィルタCFR1の第1方向D1における一方の端部は接続孔CHA2の近傍を除きゲート配線G2と重なり、他方の端部は領域A1の第1方向D1における中心付近に位置している。また、カラーフィルタCFR1の第2方向D2における一方の端部は、ソース配線S1と重なり、他方の端部はソース配線S3と重なっている。
カラーフィルタCFBは、領域A2に配置されている。画素PX1において、カラーフィルタCFBの第1方向D1における一方の端部はゲート配線G1と重なり、他方の端部は接続孔CHA3の近傍を除きゲート配線G2と重なっている。また、このカラーフィルタCFBの第2方向D2における一方の端部はソース配線S2と重なり、他方の端部はソース配線S4と重なっている。
カラーフィルタCFG2,CFR2は、領域A3に配置されている。画素PX1において、カラーフィルタCFG2の第1方向D1における一方の端部は接続孔CHA4の近傍を除きゲート配線G2と重なり、他方の端部は領域A3の第1方向D1における中心付近に位置している。また、このカラーフィルタCFG2の第2方向D2における一方の端部はソース配線S1と重なり、他方の端部はソース配線S3と重なっている。画素PX1において、カラーフィルタCFR2の第1方向D1における一方の端部は接続孔CHA5の近傍を除きゲート配線G3と重なり、他方の端部は領域A3の第1方向D1における中心付近に位置している。また、このカラーフィルタCFR2の第2方向D2における一方の端部はソース配線S1と重なり、他方の端部はソース配線S3と重なっている。
カラーフィルタCFWは、領域A4に配置されている。画素PX1において、カラーフィルタCFWの第1方向D1における一方の端部はゲート配線G2と重なり、他方の端部は接続孔CHA6の近傍を除きゲート配線G3と重なっている。また、このカラーフィルタCFWの第2方向D2における一方の端部はソース配線S2と重なり、他方の端部はソース配線S4と重なっている。
図8の例においては、カラーフィルタCFG1,CFR1が領域A1の第1方向D1における中心付近(副画素PXG1,PXR1の境界付近)で重なり、カラーフィルタCFG2,CFR2が領域A3の第1方向D1における中心付近(副画素PXG2,PXR2の境界付近)で重なっている。また、カラーフィルタCFG1,CFR1とカラーフィルタCFBがソース配線S2,S3の近傍で重なり、カラーフィルタCFG2,CFR2とカラーフィルタCFWがソース配線S2,S3の近傍で重なっている。
また、接続孔CHAの中心と、接続孔CHAを介して隣り合うカラーフィルタCFの端部との距離は可能な限り等しくすることが好ましい。図8においては、例えば、接続孔CHA2の中心とカラーフィルタCFR1の端部との距離と、接続孔CHA2の中心とカラーフィルタCFG2の端部との距離は可能な限り等しくすることが好ましい。
画素PX2のカラーフィルタについては、画素PX1のカラーフィルタと実質的に同様であるので、説明を省略する。
図8の例においては、画素PX1のカラーフィルタCFBと画素PX2のカラーフィルタCFG1,CFR1がソース配線S4の近傍で重なり、画素PX1のカラーフィルタCFWと画素PX2のカラーフィルタCFG2,CFR2がソース配線S4の近傍で重なっている。
図9は、図8におけるカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFW及び接続孔CHA1〜CHA6を示す図である。カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、いずれも島状に形成されており、同一色のものが接していない。
図9の例では、カラーフィルタCFB,CFWの面積が、カラーフィルタCFG1の面積、カラーフィルタCFG2の面積、カラーフィルタCFR1の面積、及び、カラーフィルタCFR2の面積のいずれよりも大きい。
図9の例では、カラーフィルタCFB,CFWの面積が、カラーフィルタCFG1の面積、カラーフィルタCFG2の面積、カラーフィルタCFR1の面積、及び、カラーフィルタCFR2の面積のいずれよりも大きい。
カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、いずれも対応する各々の領域A1〜A4に類似した形状を有している。図8においては、角が丸められた平行四辺形に類似した形状において、接続孔CHAに対応する位置を窪ませた形状を有している。
具体的には、カラーフィルタCFG1は窪み部HG1を有し、カラーフィルタCFG2は窪み部HG2を有し、カラーフィルタCFR1は窪み部HR1を有し、カラーフィルタCFR2は窪み部HR2を有し、カラーフィルタCFBは窪み部HBを有し、カラーフィルタCFWは窪み部HWを有している。
具体的には、カラーフィルタCFG1は窪み部HG1を有し、カラーフィルタCFG2は窪み部HG2を有し、カラーフィルタCFR1は窪み部HR1を有し、カラーフィルタCFR2は窪み部HR2を有し、カラーフィルタCFBは窪み部HBを有し、カラーフィルタCFWは窪み部HWを有している。
そして、接続孔CHA1は窪み部HG1に形成され、接続孔CHA2は窪み部HR1に形成され、接続孔CHA3は窪み部HBに形成され、接続孔CHA4は窪み部HG2に形成され、接続孔CHA5は窪み部HR2に形成され、接続孔CHA6は窪み部HWに形成されている。
このように、接続孔CHA1〜CHA6は、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWのいずれとも平面視で重複しない位置に設けられている。
このように、接続孔CHA1〜CHA6は、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWのいずれとも平面視で重複しない位置に設けられている。
図10は、図7に示した遮光層BMと、ゲート配線G(G1〜G3)、ソース配線S(S1〜S6)、接続孔CHA1〜CHA6、及び接続電極CALなどとの位置関係を示す平面図である。
遮光層BMは、ゲート配線Gのそれぞれに対して設けられ、ゲート配線Gとともに第2方向D2に沿って延びている。これらの遮光層BMは、ゲート配線G、接続孔CHA1〜CHA6、及び接続電極CALと平面視で重なっている。
これらの遮光層BMにより、第2基板SU2の側からの光のゲート配線G及び接続電極CALなどによる反射を防ぎ、表示画像の画質を向上させることができる。なお、図10の例においては、ソース配線Sが遮光層BMから露出している。しかしながら、図8に示したように、ソース配線Sの近傍でカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFBを重畳させることにより、ソース配線Sによる光の反射を和らげることができる。なお、ソース配線Sに反射を防止するための手段を講じても良い。例えば、導電性を有し且つ反射率の低いTiN(チタンナイトライド)などの材料からなる反射防止膜をソース配線Sの第2基板SU2の側の表面に形成することで、ソース配線Sによる光の反射を防ぐことができる。一例として、このようなTiNの膜の厚さは、40nm程度である。
これらの遮光層BMにより、第2基板SU2の側からの光のゲート配線G及び接続電極CALなどによる反射を防ぎ、表示画像の画質を向上させることができる。なお、図10の例においては、ソース配線Sが遮光層BMから露出している。しかしながら、図8に示したように、ソース配線Sの近傍でカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFBを重畳させることにより、ソース配線Sによる光の反射を和らげることができる。なお、ソース配線Sに反射を防止するための手段を講じても良い。例えば、導電性を有し且つ反射率の低いTiN(チタンナイトライド)などの材料からなる反射防止膜をソース配線Sの第2基板SU2の側の表面に形成することで、ソース配線Sによる光の反射を防ぐことができる。一例として、このようなTiNの膜の厚さは、40nm程度である。
図10の例においては、ゲート配線G2と重なる位置にスペーサSOAが設けられている。このスペーサSOAは、液晶層LQに位置し、液晶層LQの層厚を維持する機能を有している。スペーサSOAは、第1基板SU1或いは第2基板SU2に設けられている。一例として、スペーサSOAの高さは約4μmであり、直径は約6μmである。このようなスペーサSOAは、表示パネルPNLの各位置において、ゲート配線Gと重なる位置に多数設けられている。
スペーサSOAの周囲において、遮光層BMは、スペーサSOAを中心として所定半径の範囲と重なるように拡大した拡大部ETを有している。この拡大部ETにより、スペーサSOAの周辺における液晶分子の配向乱れに起因した光漏れを防止することができる。さらに、スペーサSOAの周囲においては、第1基板SU1と第2基板SU2とが位置ずれし互いに擦れて配向乱れが生じることがあるが、このような配向乱れに起因した光漏れも拡大部ETによって防ぐことができる。
続いて、本実施形態から得られる効果の一例について説明する。
図11は、本実施形態との比較例を説明するための図であって、第1方向D1に配列された画素PXaを示している。この画素PXaは、赤色に対応する副画素PXRa、緑色に対応する副画素PXGa、及び、青色に対応する副画素PXBaを含んでおり、これら副画素PXRa,PXGa,PXBaは第2方向D2に沿って並んでいる。
図11は、本実施形態との比較例を説明するための図であって、第1方向D1に配列された画素PXaを示している。この画素PXaは、赤色に対応する副画素PXRa、緑色に対応する副画素PXGa、及び、青色に対応する副画素PXBaを含んでおり、これら副画素PXRa,PXGa,PXBaは第2方向D2に沿って並んでいる。
図12は、図11に示した画素PXaに配置されるカラーフィルタを示す図である。第1方向D1に沿って並ぶ副画素PXRaに対応して連続したカラーフィルタCFRaが配置され、第1方向D1に沿って並ぶ副画素PXGaに対応して連続したカラーフィルタCFGaが配置され、第1方向D1に沿って並ぶ副画素PXBaに対応して連続したカラーフィルタCFBaが配置されている。
ここで、副画素PXRa,PXGa,PXBa及び本実施形態に係る液晶表示装置DSPの副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWが同一の精細度で形成される場合を想定する。この場合、図11に示す画素PXaは第2方向D2に3つの副画素を含むのに対し、図3などに示した画素PX1,PX2は第2方向D2に2つの副画素のみを含むため、画素PXaの第2方向D2における幅は画素PX1,PX2の第2方向D2における幅の約1.5倍の長さとなる。
すなわち、本実施形態によれば、画素を高精細化した場合であっても、比較的大きな画素幅を確保することができる。これにより、例えば、以下に説明するように隣り合う画素同士の混色防止が可能となる。
混色は、画素にある色を表示させた際に、その表示色の色相の極角依存性が左右非対称となる現象である。混色の程度が悪い場合には、例えば、赤色を表示させた画素を表示面の法線方向から見た際には赤色に見えるが、高極角の領域から見た際には緑色に見えることもあり得る。このような混色は、例えば、表示パネルの主面の法線方向に対して傾いて表示パネルに入射した光が、互いに整合しないカラーフィルタと画素領域とを通過することで生じる。
混色は、画素にある色を表示させた際に、その表示色の色相の極角依存性が左右非対称となる現象である。混色の程度が悪い場合には、例えば、赤色を表示させた画素を表示面の法線方向から見た際には赤色に見えるが、高極角の領域から見た際には緑色に見えることもあり得る。このような混色は、例えば、表示パネルの主面の法線方向に対して傾いて表示パネルに入射した光が、互いに整合しないカラーフィルタと画素領域とを通過することで生じる。
図13は、画素電極とカラーフィルタとが異なる基板に設けられた表示パネルの断面を示す図である。第1基板SU1aに画素電極PERa,PEGa,PEBaが設けられ、この第1基板SU1aと液晶層LQaを介して対向する第2基板SU2aに画素電極PERaに対応するカラーフィルタCFRaと、画素電極PEGaに対応するカラーフィルタCFGaと、画素電極PEBaに対向するカラーフィルタCFBaと、が設けられている。また、第1基板SU1aには副画素の境界に位置する遮光層BMaが設けられ、第2基板SU2aにも副画素の境界に位置する遮光層BMbが設けられている。図13の例においては、カラーフィルタCFGaと画素電極PEGaとが本来の位置から僅かにずれて貼り合わされた状態を示している。
ここで、画素電極PEGa及びカラーフィルタCFGaに対応する緑色の副画素を点灯させる場合を想定する。バックライトから第1基板SU1aに斜めに入射する光の一部(実線矢印)は、遮光層BMaの間及びカラーフィルタCFGaを通って緑色を表示する。これに対し、バックライトから第1基板SU1aに斜めに入射する光の一部(破線矢印)は、遮光層BMaの間を通った後、隣の画素のカラーフィルタCFBaを通って青色を表示する。これにより混色が生じる。つまり、画素電極が形成された基板と、カラーフィルタが形成された基板とが異なっている場合、貼り合せの位置ずれによる混色が生じやすい傾向にある。よって、画素電極とカラーフィルタは同一の基板に形成されていることが好ましい。これによって、第1基板SU1と第2基板SU2との間で生じた貼り合せ誤差による、表示特性低下の度合いを抑えることができる。
図14は、図13の例よりも画素幅が小さい高精細な画素を想定した図である。この場合、遮光層BMaの間を通る光のうち、カラーフィルタCFBを通る光の割合が相対的に大きくなるため、混色の程度が悪化する。
図15は、本実施形態と同じく画素電極とカラーフィルタとが同じ基板に設けられたCOA方式の表示パネルの断面を示す図である。すなわち、第1基板SU1aに画素電極PERa,PEGa,PEBaと、カラーフィルタCFRa,CFGa,CFBaとが設けられている。
図15は、本実施形態と同じく画素電極とカラーフィルタとが同じ基板に設けられたCOA方式の表示パネルの断面を示す図である。すなわち、第1基板SU1aに画素電極PERa,PEGa,PEBaと、カラーフィルタCFRa,CFGa,CFBaとが設けられている。
一般に、異なる基板の位置合わせ精度は例えば2.5μm程度と大きく、これに対して同一基板に形成される2つの層の位置合わせ精度は例えば1.0μm程度と極めて小さい。したがって、図15の例においては、第1基板SU1aと第2基板SU2aとがずれて貼り合わされた場合であっても、画素電極PERa,PEGa,PEBaと、カラーフィルタCFRa,CFGa,CFBaとの位置ずれが殆ど生じない。また、図13及び図14の例においては、画素電極PERa,PEGa,PEBaと、カラーフィルタCFRa,CFGa,CFBaとの間に液晶層LQaが介在しているが、図15の例においては液晶層LQaが介在していないために、これら画素電極とカラーフィルタに位置ずれが生じたとしても、図13及び図14において破線矢印で示したような光の不整合が生じにくい。これらの効果は、本実施形態の構成においても得られる。
また、COA方式を採用した本実施形態における表示パネルPNLは、開口率の面でも有利である。すなわち、COA方式を採用したことにより上述のように混色が生じにくいため、第2基板SU2に配置される遮光層BMの面積を小さく抑えることができる。また、上述のようにソース配線Sの表面に反射防止膜を形成したり、着色されたカラーフィルタの端部同士を重ね合せたりすることで、ソース配線Sと重なる遮光層を設ける必要がなくなる。開口率の向上により、液晶表示装置DSPの輝度も向上させることができる。また、明るい環境下で液晶表示装置DSPを使用した際のコントラスト比低下を低減することができる。
さらに、上述したように、図3などに示した画素構成においては、解像度を落とすことなく開口率を向上させることができる。
このように、本実施形態によれば、混色を防止し且つ開口率を向上させた高精細な液晶表示装置DSP及びこの液晶表示装置DSPに用いられるカラーフィルタ基板を得ることができる。
このように、本実施形態によれば、混色を防止し且つ開口率を向上させた高精細な液晶表示装置DSP及びこの液晶表示装置DSPに用いられるカラーフィルタ基板を得ることができる。
一般に、カラーフィルタは、その層厚が例えば1.5μm程度と厚く、且つ光吸収性を有するために加工性に劣る。したがって、カラーフィルタ層CFLに含まれるカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWに接続孔CHA1〜CHA6に対応する孔を設ける場合、小さな径でこれらを形成することは困難である。さらに、カラーフィルタがネガレジストから成る場合、フォトリソグラフ工程において接続孔に対応する孔部となる部分を露光部が取り囲むことになり、孔部となる部分に何れかの方向から光が回り込めばこの部分においても重合反応が生じ得る。この場合、エッチング後に形成される接続孔に残渣が生じて、当該接続孔を通じた電気的な接続が阻害される恐れがある。
これに対し、本実施形態においては、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWに接続孔CHA1〜CHA6に対応する孔を設けないので、これらカラーフィルタの加工性による影響が少ない。
第3絶縁層IL3は、透明な有機膜であり、この第3絶縁層IL3の元となるポジレジストは溶剤を含んでいるため塗布直後にある程度の流動性を有する。そのため、第3絶縁層IL3は、カラーフィルタが直下に存在する位置において厚くなり、存在しない位置において薄くなる。但し、十分にこのような平坦化作用を発揮できずに、カラーフィルタが直下に無い部分において凹部を生じることがある。このような凹部の近傍においては、接続電極CALと、第3絶縁層IL3の液晶層LQ側の面に形成される共通電極CEとの間の距離が減少して、寄生容量が増大する可能性がある。この点、本実施形態においては、図9に示したようにカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWに窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを設け、これら窪み部の位置に接続孔CHA1〜CHA6を形成している。したがって、上記凹部の面積が小さくなり、寄生容量の増大を防ぐことができる。
第3絶縁層IL3は、透明な有機膜であり、この第3絶縁層IL3の元となるポジレジストは溶剤を含んでいるため塗布直後にある程度の流動性を有する。そのため、第3絶縁層IL3は、カラーフィルタが直下に存在する位置において厚くなり、存在しない位置において薄くなる。但し、十分にこのような平坦化作用を発揮できずに、カラーフィルタが直下に無い部分において凹部を生じることがある。このような凹部の近傍においては、接続電極CALと、第3絶縁層IL3の液晶層LQ側の面に形成される共通電極CEとの間の距離が減少して、寄生容量が増大する可能性がある。この点、本実施形態においては、図9に示したようにカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWに窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを設け、これら窪み部の位置に接続孔CHA1〜CHA6を形成している。したがって、上記凹部の面積が小さくなり、寄生容量の増大を防ぐことができる。
また、接続孔CHA1がゲート配線G1の側に形成されるとともに接続孔CHA2がゲート配線G2の側に形成されているので、領域A1において画素電極PEG1,PER1の配置スペースを大きく確保することができる。同様に、接続孔CHA4がゲート配線G2の側に形成されるとともに接続孔CHA5がゲート配線G3の側に形成されているので、領域A3において画素電極PEG2,PER2の配置スペースを大きく確保することができる。これらにより、遮光層BMの幅を狭め、開口率を高めることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第1実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
図16は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、図8と同じく、画素PX1の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXW、及び、画素PX2の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2に対応する構成を示している。
第2実施形態について説明する。第1実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
図16は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、図8と同じく、画素PX1の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXW、及び、画素PX2の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2に対応する構成を示している。
本実施形態においては、カラーフィルタCFG1がゲート配線G1と重ならず、カラーフィルタCFR1がゲート配線G2と重ならず、カラーフィルタCFG2がゲート配線G2と重ならず、カラーフィルタCFR2がゲート配線G3と重ならず、カラーフィルタCFBがゲート配線G2と重ならず、カラーフィルタCFWがゲート配線G3と重ならない。
図17は、図16におけるカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFW及び接続孔CHA1〜CHA6を示す図である。カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、図9に示した窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを有しておらず、単純な平行四辺形に近い形状である。また、接続孔CHA1〜CHA6の位置は第1実施形態と同様である。
このような形状のカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを有する場合に比べて、容易に形成することができる。
このような形状のカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを有する場合に比べて、容易に形成することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。第1及び第2実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
図18は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、図5と同じく、画素PX1の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXW、及び、画素PX2の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2に対応する構成を示している。以下、図5に示した構造との相違点を主に説明する。
第3実施形態について説明する。第1及び第2実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
図18は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、図5と同じく、画素PX1の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXW、及び、画素PX2の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2に対応する構成を示している。以下、図5に示した構造との相違点を主に説明する。
図18の例においては、画素PX1,PX2のいずれにおいても、接続孔CHA1がゲート配線G1を挟んで領域A1の反対側かつソース配線S2の側(ソース配線S2の近傍)に形成され、接続孔CHA4がゲート配線G2を挟んで領域A3の反対側(すなわち領域A1)かつソース配線S2の側(ソース配線S2の近傍)に形成されている。また、接続孔CHA1,CHA4に対応する接続電極CALも、接続孔CHA1,CHA4と同様の位置に形成されている。
さらに、図18の例においては、画素PX1,PX2のいずれにおいても、接続孔CHB1がゲート配線G1,G2の間ではなくゲート配線G1を挟んでその反対側の位置に形成され、接続孔CHB4がゲート配線G2,G3の間ではなくゲート配線G2を挟んでその反対側の位置(すなわちゲート配線G1,G2の間)に形成されている。スイッチング素子SWG1の半導体層SCは、接続孔CHA1と接続孔CHB1の間で延び、ゲート配線G1と2回交差している。スイッチング素子SWG2の半導体層SCは、接続孔CHA4と接続孔CHB4の間で延び、ゲート配線G2と2回交差している。
画素電極PEG1は、ゲート配線G1と交差して接続孔CHA1に向けて延びる突出部PJ1を有している。画素電極PER1は、接続孔CHA4を避けて配置されるとともに、接続孔CHA2に向けて延びる突出部PJ2を有している。画素電極PEG2は、ゲート配線G2と交差して接続孔CHA4に向けて延びる突出部PJ3を有している。画素電極PER2は、接続孔CHA5を避けて配置されるとともに、接続孔CHA5に向けて延びる突出部PJ4を有している。
このように接続孔CHA1,CHA4の位置を変更した本実施形態においては、画素PX1の接続孔CHA2,CHA3,CHA4及び画素PX2の接続孔CHA2,CHA4が第2方向D2に沿って直線状に並んでいる。画素PX1,PX2以外の画素も同様の構成である。したがって、隣り合う2本のゲート配線Gの間において、各副画素の接続孔CHAは、一方のゲート配線Gの近傍で第2方向D2に沿って実質的に直線状に並ぶ。
なお、画素PX1の接続孔CHA2,CHA3,CHA4及び画素PX2の接続孔CHA2,CHA4などは、必ずしも完全な直線状に並んでいなくても、実質的に直線状に並んでいれば良い。ここで、「実質的に直線状に並ぶ」の一例としては、接続孔の配列方向(図18で言えば第2方向D2)において接続孔同士の重心がずれているが、接続孔同士は重なっている形態を含む。つまり、画素PX1の接続孔CHA2,CHA3,CHA4及び画素PX2の接続孔CHA2,CHA4などの第1方向D1における位置が僅かにずれている場合などが含まれる。接続孔の部分は画像に寄与しない部分であるので、遮光層BMやカラーフィルタの重畳部などで覆うと好ましいが、本実施形態の接続孔の配置によれば覆うべき領域を狭めることができる。
なお、画素PX1の接続孔CHA2,CHA3,CHA4及び画素PX2の接続孔CHA2,CHA4などは、必ずしも完全な直線状に並んでいなくても、実質的に直線状に並んでいれば良い。ここで、「実質的に直線状に並ぶ」の一例としては、接続孔の配列方向(図18で言えば第2方向D2)において接続孔同士の重心がずれているが、接続孔同士は重なっている形態を含む。つまり、画素PX1の接続孔CHA2,CHA3,CHA4及び画素PX2の接続孔CHA2,CHA4などの第1方向D1における位置が僅かにずれている場合などが含まれる。接続孔の部分は画像に寄与しない部分であるので、遮光層BMやカラーフィルタの重畳部などで覆うと好ましいが、本実施形態の接続孔の配置によれば覆うべき領域を狭めることができる。
図18の例においては、領域A1,A3において接続電極CALが第2方向D2に並ぶ。そこで、2つの接続電極CALを並べることが可能となるように、ソース配線S1〜S6の形状を工夫している。
すなわち、ソース配線S1,S4については、ゲート配線G2と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第1部分の長さを、ゲート配線G1,G3と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第2部分の長さよりも長くしている。反対に、2本で並走するソース配線S2,S3及びソース配線S5,S6については、ゲート配線G2と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第1部分の長さを、ゲート配線G1,G3と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第2部分の長さよりも短くしている。
すなわち、ソース配線S1,S4については、ゲート配線G2と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第1部分の長さを、ゲート配線G1,G3と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第2部分の長さよりも長くしている。反対に、2本で並走するソース配線S2,S3及びソース配線S5,S6については、ゲート配線G2と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第1部分の長さを、ゲート配線G1,G3と交わる位置の近傍で第1方向D1に沿って直線状に延びる第2部分の長さよりも短くしている。
このようなソース配線S1〜S6の形状であれば、ゲート配線G1〜G3の上において、ソース配線S1,S2の間隔及びソース配線S4,S5の間隔が、ソース配線S3,S4の間隔よりも大きくなる。したがって、接続電極CALを第2方向D2に2つ並べて配置するスペースを確保できる。
このようなソース配線S1〜S6の場合、領域A2やA4の画素電極PEB,PEWのように、一方のソース配線の端部近傍から、他方のソース配線の端部近傍へ延びる複数の延出部(櫛歯電極であれば櫛に相当する部分)の長さを異ならせても良い。これによって、ソース配線の形状に合わせた良好な画素電極を形成することができる。
図19は、図18に示した画素PX1,PX2に配置されるカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWの形状の一例を模式的に示す平面図である。この図の例において、画素PX1のカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFW及び画素PX2のカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2の第2方向D2における端部は、ソース配線S1〜S6に沿う形状を有している。
図20は、図19におけるカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFW及び接続孔CHA1〜CHA6を示す図である。この図に示すカラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、いずれも図17に示したものと同じく、窪み部HG1,HG2,HR1,HR2,HB,HWを有していない単純な形状であるため、加工が容易である。
この場合において、領域A1においては、接続孔が集中しているゲート配線G2側のカラーフィルタCF(図19においてはカラーフィルタCFR1)を、ゲート配線G1側のカラーフィルタCF(図19にいてはカラーフィルタCFG1)よりも小さくしても良い。領域A3においてもゲート配線G3側のカラーフィルタを小さくしても良い。その際に、色の明るさ及び人間の網膜感度を考慮して、大きくするカラーフィルタは緑色が好ましく、小さくするカラーフィルタは赤色が好ましい。
画素PX1のカラーフィルタ層CFLにおいて、カラーフィルタCFR1,CFBとカラーフィルタCFG2,CFWとの間には、第2方向D2に沿って直線状に延びる空間SP1が形成され、この空間SP1に接続孔CHA2,CHA3,CHA4が並んでいる。空間SP1は、画素PX2さらにはその先に配置された画素PXへと繋がっている。
なお、カラーフィルタCFG1の側で画素PX1,PX2と第1方向D1に隣り合う画素との間に空間SP2が形成され、この空間に画素PX1,PX2の接続孔CHA1が配置されている。空間SP2には、当該隣り合う画素の接続孔(例えば接続孔CHA5,CHA6)も配置される。
また、カラーフィルタCFR2の側で画素PX1,PX2と第1方向D1に隣り合う画素との間に空間SP3が形成され、この空間に画素PX1,PX2の接続孔CHA5,CHA6が配置されている。空間SP2には、当該隣り合う画素の接続孔(例えば接続孔CHA1)も配置される。
図21は、遮光層BMと、ゲート配線G(G1〜G3)、ソース配線S(S1〜S6)、接続孔CHA1〜CHA6、及び接続電極CALなどとの位置関係を示す平面図である。この図に示すように、接続孔CHA1〜CHA6及び接続電極CALを直線状に配置したことで、各ゲート配線G1〜G3と重なる遮光層BMの第1方向D1における幅を狭めることができる。したがって、開口率を向上させることができる。この際に、平面視において、接続孔の配列方向(図21で言えば第2方向D2)でスペーサSOAは隣り合う接続孔同士と重なっていると、遮光層BMをより小さく形成できる。
特にスペーサSOAがある場合、遮光層BMを大きく形成しなければならず、各画素の面積を低下させてしまうが、本実施形態の接続孔の配置であえば過度に遮光膜BMが大きくなることを防止できる。
また、接続孔CHA1〜CHA6を直線状に配置したことにより、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWが単純な形状となり、且つこれらカラーフィルタを接続孔CHA1〜CHA6の近くまで配置することができる。これにより、接続孔CHA1〜CHA6近傍での第3絶縁層IL3の厚さを増大させ、共通電極CEと接続電極CALとの間の寄生容量を低減することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態について説明する。第1乃至第3実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
第1乃至第3実施形態においては、図6及び図7に示したように、画素電極PEが共通電極CEよりも液晶層LQの側に位置する構造を開示した。この場合、接続孔CHA1〜CHA6は、第4絶縁層IL4及び共通電極CEを貫通するように設ける必要がある。そのため、接続孔CHA1〜CHA6の構造が複雑となり、且つ接続孔CHA1〜CHA6が大面積となる。
第4実施形態について説明する。第1乃至第3実施形態と同一の構成及び作用については説明を省略する。
第1乃至第3実施形態においては、図6及び図7に示したように、画素電極PEが共通電極CEよりも液晶層LQの側に位置する構造を開示した。この場合、接続孔CHA1〜CHA6は、第4絶縁層IL4及び共通電極CEを貫通するように設ける必要がある。そのため、接続孔CHA1〜CHA6の構造が複雑となり、且つ接続孔CHA1〜CHA6が大面積となる。
また、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2が第3実施形態において開示したように突出部PJ1〜PJ4を有する場合には、液晶層LQに配向乱れが生じることがある。図22は、この配向乱れを説明するための図であり、突出部PJ2を有する画素電極PER1と、突出部PJ3を有するPEG2とを示している。突出部PJ2,PJ3により、画素電極PER1,PEG2の間は入り組んだ形状となる。画素電極PER1,PEG2の電位が互いに異なる場合、これらの間に電界が生じる。図22においては、この電界における電気力線の方向を実線矢印にて示すとともに、液晶層LQに含まれる液晶分子LMを模式的に示している。この液晶分子LMは、例えば長尺方向に初期配向されている。
画素電極PER1,PEG2の間の電気力線には液晶分子LMの初期配向方向と平行でないものが存在するため、画素電極PER1,PEG2の境界近傍で配向乱れが生じ得る。特に、画素電極PER1,PEG2の電位差が大きい場合には、配向乱れも大きくなる。画素電極PER1,PEG2の境界近傍は、遮光層BMにより覆われた領域であるものの、配向乱れの程度が大きいと遮光層BMとの非対向領域にまで影響が及ぶことがある。その際には、画像の表示が乱れるとともに、存続期間の短い残像となって観察され得る。
本実施形態においては、これらを解決するための構造を開示する。図23は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの画素PX1,PX2に適用可能な構造の一例を示す平面図である。この図においては、図18と同じく、画素PX1の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXW、及び、画素PX2の副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2に対応する構成を示している。以下、図18に示した構造との相違点を主に説明する。
図23は、共通電極CEが画素電極PEGよりも液晶層に近い、いわゆるコモントップの実施形態である。本実施形態において、図18とは異なり、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWは、スリットSL1を有していない。一方で、共通電極CEは、領域A1〜A4にそれぞれ2本のスリットSL2を有している。但し、共通電極CEは、領域A1〜A4にそれぞれスリットSL2を1本のみ有していても良いし、3本以上有していても良い。スリットSL2は、全体として、第1方向D1及び第2方向D2のそれぞれに対して傾いた方向に延びている。
共通電極CEは、ゲート配線G1〜G3、ソース配線S1〜S6、各半導体層SC、各接続電極CAL、接続孔CHA1〜CHA6、接続孔CHB1〜CHB6、及び、突出部PJ1〜PJ4などと重なっている。
領域A1のスリットSL2は画素電極PEG1,PER1と重なり、領域A2のスリットSL2は画素電極PEBと重なり、領域A3のスリットSL2は画素電極PEG2,PER2と重なり、領域A4のスリットSL2は画素電極PEWと重なっている。
領域A1のスリットSL2は画素電極PEG1,PER1と重なり、領域A2のスリットSL2は画素電極PEBと重なり、領域A3のスリットSL2は画素電極PEG2,PER2と重なり、領域A4のスリットSL2は画素電極PEWと重なっている。
図24は、図23における24A−24B線に沿う表示パネルPNLの断面を模式的に示す図である。本実施形態においては、第3絶縁層IL3の液晶層LQ側の面に画素電極PE(PEG1)が形成され、画素電極PE及び第3絶縁層IL3の一部が第4絶縁層IL4によって覆われ、第4絶縁層IL4の液晶層LQ側の面に共通電極CEが形成され、共通電極CE及び第4絶縁層IL4の一部が第1配向膜AL1によって覆われている。このような構造であっても、画素電極PE及び共通電極CEの間に電圧が印加されると基板主面と平行な成分を含むフリンジ電界EFが生じる。このフリンジ電界EFにより、液晶層LQの液晶分子は、基板主面と平行な面内で回転する。
図24においては副画素PXG1に着目して表示パネルPNLの断面構造を示したが、他の副画素PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWにおける画素電極PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWなどについても、副画素PXG1と同様の構造及び作用を有する。
図25は、図23における25A−25B線に沿う表示パネルPNLの断面を模式的に示す図である。本実施形態においては画素電極PE(PER1)が第4絶縁層IL4及び共通電極CEよりも接続電極CALの側に位置するため、接続孔CHA2は第4絶縁層IL4及び共通電極CEを貫通していない。
図25においては副画素PXR1に着目して表示パネルPNLの断面構造を示したが、他の副画素PXG1,PXG2,PXR2,PXB,PXWにおける画素電極PEG1,PEG2,PER2,PEB,PEW、スイッチング素子SWG1,SWG2,SWR2,SWB,SWW、接続孔CHA1,CHA3〜CHA6、及び、接続孔CHB1,CHA3〜CHB6などについても、副画素PXR1と同様の構造を有する。
本実施形態においては画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWと各副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの接続電極CALとの間に介在する層数を減らすことができるため、接続孔CHA1〜CHA6の構造が単純になるとともに、接続孔CHA1〜CHA6のサイズを小さくして画素PXの開口率を向上させることが可能となる。
また、画素電極PER1,PEG2のようにゲート配線Gを挟んで第1方向D1に沿って並ぶ画素電極の間の空間が共通電極CEと重なるため、この空間において画素電極間に生じる電界が共通電極CEによって遮蔽される。したがって、図22を用いて説明した配向乱れを低減することができる。
(変形例)
各実施形態にて開示した構成は、種々の態様に変形することができる。
例えば、各実施形態においては、接続孔CHA1〜CHA6が第3絶縁層IL3に形成された個別の貫通孔をそれぞれ含むものとして説明した。しかしながら、第3絶縁層IL3に形成された1つの貫通孔を、接続孔CHA1〜CHA6の少なくとも2つが共用しても良い。
各実施形態にて開示した構成は、種々の態様に変形することができる。
例えば、各実施形態においては、接続孔CHA1〜CHA6が第3絶縁層IL3に形成された個別の貫通孔をそれぞれ含むものとして説明した。しかしながら、第3絶縁層IL3に形成された1つの貫通孔を、接続孔CHA1〜CHA6の少なくとも2つが共用しても良い。
図26は、当該変形例を第3実施形態の構造に適用した場合を説明するための図であって、カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWを平面的に示している。カラーフィルタCFG1,CFG2,CFR1,CFR2,CFB,CFWは、図20の場合と同様の位置関係で配置されている。
図26の例において、第3絶縁層IL3は、空間SP1と重なる位置に溝部GR1を有し、空間SP2と重なる位置に溝部GR2を有し、空間SP3と重なる位置に溝部GR3を有している。溝部GR1〜GR3は、いずれも第2方向D2に沿って直線状に延びる貫通孔である。
図26においては、副画素PXG1の画素電極PEG1と接続電極CALとが接触する位置PS1、副画素PXR1の画素電極PER1と接続電極CALとが接触する位置PS2、副画素PXBの画素電極PEBと接続電極CALとが接触する位置PS3、副画素PXG2の画素電極PEG2と接続電極CALとが接触する位置PS4、副画素PXR2の画素電極PER2と接続電極CALとが接触する位置PS5、副画素PXWの画素電極PEWと接続電極CALとが接触する位置PS6を破線円にて示している。
位置PS1は溝部GR2に位置し、位置PS2,PS3,PS4は溝部GR1に位置し、位置PS5,PS6は溝部GR3に位置している。これらの位置PS1〜PS6は、例えば、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWと各副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの接続電極CALとの接続のために第4絶縁層IL4に設けられた貫通孔の位置に対応している。
このように、画素電極PEG1,PEG2,PER1,PER2,PEB,PEWは、貫通孔GR1〜GR3を通じて各副画素PXG1,PXG2,PXR1,PXR2,PXB,PXWの接続電極CALとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、図26の例においては、溝部GR2が接続孔CHA1の一部として第3絶縁層IL3に形成される第1開口部としての役割を担い、溝部GR1が接続孔CHA2,CHA3,CHA4の一部として第3絶縁層IL3に形成される第2開口部、第3開口部、第4開口部としての役割を担い、溝部GR3が接続孔CHA5,CHA6の一部として第3絶縁層IL3に形成される第5開口部、第6開口部としての役割を担う。
他の観点からいうと、図26の例においては、第2方向D2に沿って並ぶ各画素PX1,PX2の第1開口部が互いに連通し、これら画素PX1,PX2の第2開口部、第3開口部、及び第4開口部が互いに連通し、これら画素PX1,PX2の第5開口部及び第6開口部が互いに連通している。
このような構造であれば、第3絶縁層IL3に各接続孔CHA1〜CHA6に対応する開口部をそれぞれ設ける場合に比べて、第3絶縁層IL3の加工が容易となる。また、溝部GR1〜GR3のような直線状の開口は、安定して形成することができる。
このような構造であれば、第3絶縁層IL3に各接続孔CHA1〜CHA6に対応する開口部をそれぞれ設ける場合に比べて、第3絶縁層IL3の加工が容易となる。また、溝部GR1〜GR3のような直線状の開口は、安定して形成することができる。
なお、第3絶縁層IL3の溝部は、例えば接続孔CHA2,CHA4のように、近接する複数の接続孔CHAに対応する第3絶縁層IL3の開口部を連通するに止めた大きさであっても良い。
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。
DSP…液晶表示装置、PNL…表示パネル、BL…バックライト、DA…表示エリア、D1…第1方向、D2…第2方向、G…ゲート配線、S…ソース配線、SW…スイッチング素子、PE…画素電極、CE…共通電極、A1〜A4…領域、SC…半導体層、CAL…接続電極、CFL…カラーフィルタ層、CF…カラーフィルタ、CHA…接続孔、BM…遮光層、SOA…スペーサ、SU1…第1基板、SU2…第2基板
Claims (13)
- 絶縁基板と、
第1方向に並び、第1信号が供給される第1信号線及び第2信号線と、
前記第1方向と交わる第2方向に並び、前記第1信号とは異なる信号である第2信号が供給され、前記第1信号線及び前記第2信号線とそれぞれ交差する第3信号線、第4信号線、及び第5信号線と、
第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、及び第3スイッチング素子と、
前記第1信号線、前記第2信号線、前記第4信号線、及び前記第5信号線に囲われた第1領域において前記第1信号線の側に形成された第1画素電極と、
前記第1領域において前記第2信号線の側に形成された第2画素電極と、
前記第1信号線、前記第2信号線、前記第3信号線、及び前記第4信号線に囲われ、前記第1領域と前記第2方向に隣り合う第2領域に形成された第3画素電極と、
前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び前記第3画素電極と前記絶縁基板との間に設けられたカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層を覆う絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、前記絶縁層を貫通する第1開口部、第2開口部、及び第3開口部を有し、
前記第1画素電極は前記第1開口部を通じて前記第1スイッチング素子と電気的に接続され、前記第2画素電極は前記第2開口部を通じて前記第2スイッチング素子と電気的に接続され、前記第3画素電極は前記第3開口部を通じて前記第3スイッチング素子と電気的に接続され、
前記第1開口部は前記第1信号線の側に形成され、前記第2開口部は前記第2信号線の側に形成された、
カラーフィルタ基板。 - 前記カラーフィルタ層に含まれるカラーフィルタは、前記第1開口部、前記第2開口部、及び前記第3開口部と平面視において重畳しない、
請求項1に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第1信号線及び前記第2信号線とともに前記第1方向に並び、前記第3信号線、前記第4信号線、及び前記第5信号線と交差する第6信号線と、
前記第2信号線、前記第4信号線、前記第5信号線、及び前記第6信号線に囲われるとともに前記第1領域と前記第1方向に隣り合う第3領域において、前記第2信号線の側に形成された第4画素電極と、
前記第3領域において前記第6信号線の側に形成された第5画素電極と、
第4スイッチング素子及び第5スイッチング素子と、
をさらに備え、
前記絶縁層は、前記絶縁層を貫通する第4開口部及び第5開口部をさらに有し、
前記第4画素電極は前記第4開口部を通じて前記第4スイッチング素子と電気的に接続され、前記第5画素電極は前記第5開口部を通じて前記第5スイッチング素子と電気的に接続され、
前記第4開口部は、前記第2信号線の側に形成されている、
請求項1又は2に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第2開口部及び前記第4開口部は、前記第1領域に形成されている、
請求項3に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第2開口部、前記第3開口部、及び前記第4開口部は、実質的に直線状に並んでいる、
請求項3又は4に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第2開口部、前記第3開口部、及び前記第4開口部は、互いに連通している、
請求項5に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第3開口部は、前記第2信号線の側に形成されている、
請求項5又は6に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第3画素電極は、前記第1画素電極及び前記第2画素電極と前記第2方向に隣り合っている、
請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記カラーフィルタ層は、前記第1画素電極に対向する第1色の第1カラーフィルタと、前記第2画素電極に対向する第2色の第2カラーフィルタと、前記第3画素電極に対向する第3色の第3カラーフィルタと、前記第4画素電極に対向する第4色の第4カラーフィルタと、前記第5画素電極と対向する第5色の第5カラーフィルタと、を含み、
前記第1色及び前記第4色は緑色であり、前記第2色及び前記第5色は赤色であり、前記第3色は青色であり、
前記第1カラーフィルタと前記第4カラーフィルタの面積は、前記第2カラーフィルタと前記第5カラーフィルタの面積よりも大きい、
請求項6に記載のカラーフィルタ基板。 - 前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び前記第3画素電極を覆う第2絶縁層と、
前記第2絶縁層を挟んで前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び前記第3画素電極と対向する共通電極と、
をさらに備える、請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板。 - 第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、を備える表示装置であって、
前記第1基板は、
絶縁基板と、
第1方向に並び、第1信号が供給される第1信号線及び第2信号線と、
前記第1方向と交わる第2方向に並び、前記第1信号とは異なる第2信号が供給される前記第1信号線及び前記第2信号線とそれぞれ交差する第3信号線、第4信号線、及び第5信号線と、
第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、及び第3スイッチング素子と、
前記第1信号線、前記第2信号線、前記第4信号線、及び前記第5信号線に囲われた第1領域において前記第1信号線の側に形成された第1画素電極と、
前記第1領域において前記第2信号線の側に形成された第2画素電極と、
前記第1信号線、前記第2信号線、前記第3信号線、及び前記第4信号線に囲われ、前記第1領域と前記第2方向に隣り合う第2領域に形成された第3画素電極と、
前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び前記第3画素電極と前記絶縁基板との間に設けられたカラーフィルタを含むカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層を覆う絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、前記絶縁層を貫通する第1開口部、第2開口部、及び第3開口部を有し、
前記第1画素電極は前記第1開口部を通じて前記第1スイッチング素子と電気的に接続され、前記第2画素電極は前記第2開口部を通じて前記第2スイッチング素子と電気的に接続され、前記第3画素電極は前記第3開口部を通じて前記第3スイッチング素子と電気的に接続され、
前記第1開口部は前記第1信号線の側に形成され、前記第2開口部は前記第2信号線の側に形成された、
表示装置。 - 前記第1信号線及び前記第2信号線とともに前記第1方向に並び、前記第3信号線、前記第4信号線、及び前記第5信号線と交差する第6信号線と、
前記第2信号線、前記第4信号線、前記第5信号線、及び前記第6信号線に囲われるとともに前記第1領域と前記第1方向に隣り合う第3領域において、前記第2信号線の側に形成された第4画素電極と、
前記第3領域において前記第6信号線の側に形成された第5画素電極と、
第4スイッチング素子及び第5スイッチング素子と、
をさらに備え、
前記絶縁層は、前記絶縁層を貫通する第4開口部及び第5開口部を有し、
前記第4画素電極は前記第4開口部を通じて前記第4スイッチング素子と電気的に接続され、前記第5画素電極は前記第5開口部を通じて前記第5スイッチング素子と電気的に接続され、
前記第4開口部は、前記第2信号線の側に形成されている、
請求項11に記載の表示装置。 - 前記第1基板及び前記第2基板の間において前記第2信号線と重畳する位置に設けられたスペーサと、
前記スペーサ、前記第2開口部、前記第3開口部、及び前記第4開口部と重畳する遮光層と、
をさらに備える、請求項12に記載の表示装置。
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