JP2016118757A - 表示パネル - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、良好な表示品質を有する表示パネルを提供する。【解決手段】表示パネルが備えられる。表示パネルは、カラーフィルタ基板を含む。カラーフィルタ基板は、第1基板、ブラックマトリクス、カラーフィルタ層、透明導電層及び複数のスペーサを含む。ブラックマトリクス及びカラーフィルタ層は、第1基板上に配置される。透明導電層は、カラーフィルタ層及びブラックマトリクスの上に配置され、かつ、ブラックマトリクスの上方に位置する複数の開口部を有する。スペーサは、透明導電層上に位置し、かつ、ブラックマトリクスの上に位置する。開口部のうちの少なくとも1つは、隣接するスペーサ間に位置し、スペーサのうちの少なくとも1つは、開口部のうちの少なくとも1つに部分的に重なる。【選択図】図1C

Description

本開示は、概して、表示パネルに関し、特に、より良好な表示品質を有する表示パネルに関する。
液晶ディスプレイが、ラップトップ、タブレットPCなど、種々の電子製品に広く利用されてきた。更に、市場における大型フラットパネルディスプレイの急速な進歩に伴って、軽量で、かつ、小型の液晶ディスプレイが、非常に重要な役割を担い、徐々にCRTディスプレイに取って代わり、市場の主流となってきた。例えば、米国特許第7215935号明細書は、液晶表示デバイスを開示する。液晶モジュールは、電極の中実/固体部分(solid portion)に対応する領域だけでなく、開口部に対応する領域において、径方向に傾斜した配向状態で配置される。これにより、液晶モジュールの配向の連続性はより高く、配向状態はより安定し、むらのない均等な表示を実現することができる。
加えて、広視野角を有する液晶ディスプレイが、現在の傾向となってきた。しかしながら、広視野角技術の導入に伴い、表示品質に影響を及ぼす新たな問題も出てきた。それ故、研究者らは、広視野角を有する液晶表示パネルの提供に取り組んできた。
本開示は表示パネルに関する。実施形態の表示パネルにおいて、カラーフィルタ基板の上の透明導電層の開口部は、ブラックマトリクスの上方に位置し、かつ、少なくともスペーサと部分的に重なる。それ故、開口率は効果的に増加し、配線の信号伝送における、カップリング容量の不要な影響を低減させることができる。従って、表示パネルの表示品質を向上させることができる。
本開示の一実施形態に従って、表示パネルが備えられる。表示パネルはカラーフィルタ基板を含む。カラーフィルタ基板は、第1基板、ブラックマトリクス、カラーフィルタ層、透明導電層及び複数のスペーサを含む。ブラックマトリクス及びカラーフィルタ層は、第1基板上に配置される。透明導電層は、カラーフィルタ層の上及びブラックマトリクスの上に位置する。透明導電層は、ブラックマトリクスの上方に位置する複数の開口部を有する。スペーサは、透明導電層上及びブラックマトリクスの上に位置する。開口部のうちの少なくとも1つは、隣接するスペーサ間に位置する。スペーサのうちの少なくとも1つは、開口部のうちの少なくとも1つに部分的に重なる。
本発明の上記及び他の特徴は、好ましいが、非限定的な実施形態の以下の詳細な説明に関してより良く理解されるだろう。以下は、添付の図面を参照して説明される。
本開示の一実施形態に従った表示パネルの部分的な上面図である。 図1Aの断面線B−B’に沿った断面図である。 図1Aの断面線C−C’に沿った断面図である。 本開示の他の実施形態に従った表示パネルの上面図である。 本開示の更なる実施形態に従った表示パネルの部分的な上面図である。 図3Aの断面線3B−3B’に沿った断面図である。 本開示の更なる実施形態に従った表示パネルの部分的な分解図である。
本開示の実施形態に従って、表示パネルにおいて、カラーフィルタ基板の上の透明導電層の開口部は、ブラックマトリクス上方に位置し、かつ、少なくともスペーサと部分的に重なる。従って、開口率は効果的に増加することができ、配線の信号伝送における、カップリング容量の不要な影響を低減させることができる。従って、表示パネルの表示品質を向上させることができる。実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。実施形態の同一の要素には、同一又は同様の参照番号が付されている。なお、図面は、実施形態を例示するために簡素化され得る。それ故、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味として扱われる。実施形態の構造についての詳細は、例示のためだけであって、開示の保護範囲を限定するためのものではない。本開示の説明の利益を得た後、詳細な構造は、当業者によって修正又は変更され得る。
図1Aは、本開示の一実施形態に従った表示パネル100の部分的な上面図を示す。図1Bは、図1Aの断面線B−B’に沿った断面図を示す。図1Cは、図1Aの断面線C−C’に沿った断面図を示す。図1Aから図1Cに示すように、図1Aは、表示パネル100のサブピクセルユニットPを示す。表示パネル100は、カラーフィルタ基板100A、液晶層100C及び薄膜トランジスタ基板100Bを含む。液晶層100Cが間に配置されるように、薄膜トランジスタ基板100Bはカラーフィルタ基板100Aに組み付けられる。カラーフィルタ基板100Aは、第1基板110、ブラックマトリクス120、カラーフィルタ層130、透明導電層140及び複数のスペーサ150を含む。本実施形態において、カラーフィルタ基板100Aの構造では、図1Aから図1C(液晶層100Cからカラーフィルタ基板100Aに向かう方向に沿って図示)に示すように、ブラックマトリクス120及びカラーフィルタ層130は、第1基板110上に配置される。ブラックマトリクス120に重なるカラーフィルタ層130の形成に続いて、ブラックマトリクス120が第1基板110上に作製されるという事実にもかかわらず、図面で示したように、本開示はこれに限定されない。カラーフィルタ層130上のブラックマトリクス120の形成に続いて、カラーフィルタ層130も第1基板110上に作製され得る。透明導電層140は、カラーフィルタ層130の上及びブラックマトリクス120の上に配置される。透明導電層140は、ブラックマトリクス120の上方に位置する複数の開口部140Aを有する。スペーサ150は、透明導電層140上及びブラックマトリクス120の上に位置する。開口部140Aのうちの少なくとも1つは、隣接するスペーサ150間に位置し、スペーサ150のうちの少なくとも1つは、開口部140Aのうちの少なくとも1つを部分的に覆う。言い換えると、少なくとも1つの開口部140Aは、2つの隣接するスペーサ150間に位置し、少なくとも1つの開口部140Aは、2つの隣接するスペーサ150のうちの少なくとも一方と部分的に重なる。
言い換えると、図1Aから図1Cに図示したように、開口部140Aは、ブラックマトリクス120の上方に位置する。つまり、透明導電層140の開口部140Aは、ブラックマトリクス120に対応して配置される。一実施形態において、表示パネル100は、液晶表示パネルなどであり、広視野角の効果を上げるために、透明導電層140の開口部140Aは、液晶LCにおける液晶モジュールを誘導して360°の方向に傾斜させることができる。しかしながら、開口部140Aの周辺の液晶LCにおける液晶モジュールの配列は不規則であり、開口部140AがサブピクセルユニットPの開口領域(表示領域)に位置する場合、暗領域が表示領域に現れる可能性がある。これにより、側面視野角において、光漏れが発生する可能性がある。従来、この問題に対応するために、蓄積容量は、開口部140Aを遮蔽するために開口部140Aに対応して配置され得るが、その結果、開口率を低下させてしまう。少なくとも一方が金属層である2つの電極層間に配置される絶縁層から、蓄積容量が生成される一方で、開口部を介した光漏れの課題を解決するために、透明ではない金属層は、光を遮蔽することができる。これにより、開口率は影響される。本開示の実施形態に従って、スペーサ150は、透明導電層140上及びブラックマトリクス120の上に位置する。つまり、スペーサ150は、ブラックマトリクス120に対応して配置される。このように、ブラックマトリクス120は、スペーサ150の形状により生じた、液晶LCにおける液晶モジュールの不規則な配列に遮蔽性を提供することができ、光漏れの課題を解決することができる。加えて、透明導電層140の開口部140Aが、ブラックマトリクス120に対応して配置される一方で、ブラックマトリクス120は、液晶LCが開口部140Aの周辺に不規則に配列される領域Rを覆うことができる。これにより、液晶LCが不規則に配列される領域Rに関連する暗領域及び光漏れの問題を改善することができる。言い換えると、本開示の実施形態に従って、透明導電層140の開口部140Aは、ブラックマトリクス120の上方に位置し、これにより、蓄積容量の配置は必要なく、蓄積容量の配置に起因した開口率の低下が防がれる。それ故、開口率は効果的に増加し、光漏れの問題は効果的に防がれ、よって、表示パネル100の表示品質を向上させることができる。
本実施形態において、図1B及び図1Cに示すように、薄膜トランジスタ基板100Bは、第2基板170と、第2基板170上に配置される薄膜トランジスタ層180とを含むことができる。薄膜トランジスタ基板100Bは、ゲート線GLを含むことができる。ゲート線GLは、薄膜トランジスタ層180に位置し、ブラックマトリクス120に対応して配置される。このように、スペーサ150及び開口部140aもゲート線GLに対応して配置される。本実施形態において、図1B及び図1Cに示すように、スペーサ150のうちの少なくとも1つと、開口部140Aのうちの少なくとも1つとは、ゲート線GL上に位置する。
本実施形態において、図1Cに示すように、薄膜トランジスタ基板100Bは、データ線DLを更に含むことができる。スペーサ150のうちの少なくとも1つは、データ線DL上に位置する。
加えて、図1Cに示すように、本開示の実施形態に従って、スペーサ150のうちの少なくとも1つは、透明導電層140の開口部140Aのうちの少なくとも1つを部分的に覆う。本実施形態の開口部140Aは、ブラックマトリクス120の上方に位置する一方で、開口部140Aを有する透明導電層140は、ブラックマトリクス120の上にも配置される。カップリング容量は、ブラックマトリクス120の上の透明導電層140の一部と、ブラックマトリクスに対応するゲート線GLとの間に生成され、これにより、信号干渉の問題が生じる。本開示の実施形態において、ブラックマトリクス120の上の透明導電層140の面積を小さくするか、あるいは、開口部140Aの面積を大きくすることにより、カップリング容量は低減され得る。これにより、表示パネル100の配線の信号伝送におけるカップリング容量の不要な影響を低減させることができる。
更に、表示パネルの1インチ内の画素(ppi:pixel−per−inch)の増加と共に、より多くの画素が表示パネルの1つの単位領域に配置されることが求められ、それ故、単位画素のサイズを小型化しなければならない。従って、スペーサ150の製造方法及び材料は限定されるので、スペーサ150のサイズは最小限度を有する。ブラックマトリクス120における透明導電層140の面積を小さくするか、あるいは、開口部140Aの面積を大きくすることにより、透明導電層140とゲート線GLとの間のカップリング容量が低減される一方で、少なくとも1つのスペーサ150は、透明導電層140のうちの少なくとも1つの開口部140Aを部分的に覆うように設計され得る。これにより、スペーサ150は、比較的、より大きなサイズを有することができ、透明導電層140の開口部140Aも、比較的、より大きな面積を有することができる。これは、表示パネルの広視野角効果にとって有利である。
一部の実施形態において、スペーサ150のうちの少なくとも1つは、開口部140Aのうちの少なくとも1つの面積の5〜50%を覆う。つまり、1つ又は多くのスペーサ150が、1つの開口部140Aの面積の5〜50%を覆うことができる。
他の実施形態おいて、スペーサ150のうちの少なくとも1つは、開口部140Aのうちの少なくとも1つの面積の10〜30%を覆う。つまり、1つ又は多くのスペーサ150が、1つの開口部140Aの面積の10〜30%を覆うことができる。
本実施形態において、図1Aに示すように、1つの開口部140Aは2つのスペーサ150と部分的に重なる。しかしながら、開口部140Aに部分的に重なるスペーサ150の数の選択は、実際の必要性に応じて変更することができ、かつ、これに限定されない。
本実施形態において、透明導電層140の材料は、ITOなどでよい。しかしながら、透明導電層140の材料の選択は、実際の必要性に応じて変更することができ、かつ、これに限定されない。
本実施形態において、図1Bに示すように、カラーフィルタ層130は、少なくとも2つのカラーレジスト130A、130Bを有する。カラーレジスト130A及びカラーレジスト130Bは、同一又は異なる色を有することができる。本実施形態において、カラーレジスト130A及びカラーレジスト130Bは、それぞれ、赤のカラーレジスト、緑のカラーレジスト又は青のカラーレジストのうちの1つでよい。例えば、カラーレジスト130Aは、赤のカラーレジストなどで、カラーレジスト130Bは、緑のカラーレジストなどである。しかしながら、配色及びカラーレジストの数は、実際の必要性に応じて変更することができ、かつ、これに限定されない。
本実施形態において、図1B及び図1Cに示すように、表示パネル100は、平坦化層160を更に含むことができる。平坦化層160は、カラーフィルタ層130と、ブラックマトリクス120と、カラーフィルタ層130及びブラックマトリクス120の上に位置する透明導電層140との間に配置される。
本実施形態において、図1Bに示すように、薄膜トランジスタ基板100Bは、薄膜トランジスタ層180上に配置される画素電極190を含むことができる。一実施形態において、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190は、カラーフィルタ基板100Aのカラーレジストに対応して配置される。
本実施形態において、画素電極190の材料はITOなどでよい。しかしながら、画素電極190の材料の選択は、実際の必要性に応じて変更することができ、かつ、これに限定されない。
図2は、本開示の他の実施形態に従った、表示パネル200の上面図を示す。前述の実施形態における要素と同様又は同一の符号を共有する本実施形態における要素は、同様又は同一の要素であり、その説明は省略される。
図2に示すように、表示パネル200のカラーフィルタ基板は、マトリクス状に配置される複数のサブピクセルユニットPを含む。本実施形態において、表示パネル200内のカラーフィルタ層は、複数のカラーレジストを有する。同じ列に配置されるカラーレジストは、同じ色を有し、同じ行に配置される隣接するカラーレジストは、異なる色を有する。例えば、表示パネル200において、同じ列におけるカラーレジストは、全て、カラーレジスト130A、カラーレジスト130B又はカラーレジスト130Cでよい。同じ行におけるカラーレジストは、カラーレジスト130A/カラーレジスト130B/カラーレジスト130Cのユニットを繰り返すことで配置される。
一実施形態において、表示パネル200では、カラーフィルタ基板のカラーレジストは、それぞれ、薄膜トランジスタ基板の画素電極に位置合わせして配置される。
図3Aは、本開示の更なる実施形態に従った表示パネル300の部分的な上面図を示し、図3Bは、図3Aの断面線3B−3B’に沿った断面図を示す。前述の実施形態における要素と同様又は同一の符号を共有する本実施形態における要素は、同様又は同一の要素であり、その説明は省略される。
本実施形態において、図3A及び図3Bに示すように、カラーフィルタ層130は、異なる色を有する、カラーレジスト130Aとカラーレジスト130Bとの間の境界に位置する凹部130cを有する。凹部130cの底部130bは、スペーサ150のうちの少なくとも1つの中心150cから離れて位置する。つまり、凹部130cの底部130bは、スペーサ150のうちの少なくとも1つの中心150cに位置しない。
図3A及び図3Bに示すように、スペーサ150のうちの少なくとも1つは、異なる色を有する、カラーレジスト130Aとカラーレジスト130Bとの間の境界の延長線上に位置する。凹部130cの底部130bは、スペーサ150の中心150cに位置合わせされない。実際に、凹部130cの底部130bは、スペーサ150の中心150cから離れて位置する。言い換えると、スペーサ150の中心150cは、2つのカラーレジスト間の境界にちょうど位置しない。
本実施形態において、図3A及び図3Bに示すように、1つの開口部140Aは、1つのスペーサ150と部分的に重なる。
図4は、本開示の更なる実施形態に従った表示パネル400の部分的な分解図を示す。前述の実施形態における要素と同様又は同一の符号を共有する本実施形態における要素は、同様又は同一の要素であり、その説明は省略される。
本実施形態において、透明導電層140の開口部140Aのうちの少なくとも1つは、画素電極190の中心に位置する。図4に示すように、カラーフィルタ基板100Aの透明導電層140の開口部140Aは、データ線DLの延長方向に沿った、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190の中心に対応している。一実施形態において、カラーフィルタ基板100Aの透明導電層140の開口部140Aは、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190の中心に対応している。言い換えると、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190は、ブラックマトリクス120によって露出される開口部のうちの1つに対応するカラーフィルタ層130と部分的に重なる。つまり、ブラックマトリクス120によって露出される開口部のうちの1つに対応するカラーレジスト130Aは、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190と位置ずれして(misaligned)配置される。
本実施形態において、図1Aから図1Cを参照すると、開口部140Aのうちの少なくとも1つと、スペーサ150のうちの少なくとも1つとは、ブラックマトリクス120の上に位置し、ブラックマトリクス120は、画素電極190を隔てて配置(arranged across)される。
本開示の実施形態に従って、図1Aから図1Cと図4とを参照すると、カラーフィルタ基板100Aのカラーレジスト130Aは、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190と位置ずれして配置される。これにより、カラーフィルタ基板100A側に位置する開口部140Aは、全てのサブピクセルユニットPのブラックマトリクス120に対応し、かつ、画素電極190の中心又は中間部分、つまり、サブピクセルユニットPの中心又は中間部分に対応している。本実施形態において、図4に示すように、ブラックマトリクス120は、カラーフィルタ層130の2つの隣接するカラーレジスト130A間に位置し、かつ、画素電極190の中心に対応している。従って、そのような設計で、透明導電層140の開口部140Aは、薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190の中心に対応することができる。従って、開口率が増加しながら、液晶の良好で均一な配列の効果を有する表示パネルを提供することができる。
一実施形態において、図4に示すようなカラーフィルタ基板100Aは、図2に示すように、マトリクス状に配置され得る。更に、カラーフィルタ基板100Aの下方に配置される薄膜トランジスタ基板100Bの画素電極190のユニットも、マトリクス状に配置される。同じ列のカラーレジストは、同じ色を有する。図4に示すようなやり方に従って、2つのマトリクス状の画素電極190及びカラーレジストは、列方向に沿って位置ずれして配置され得る。つまり、高い開口率と、液晶配列の優れた効果を有する表示パネルを形成するために、カラーレジスト及び画素電極は、サブピクセルユニットの約半分だけ、列方向に沿って位置ずれして配置される。
本発明は、実施例を用いて、かつ、好ましい実施形態の観点から説明されてきたが、本発明はこれらに限定されないということが理解される。むしろ、種々の変更形や同様の配置及び手順を含むことが意図される。従って、そのような変更形や同様の配置及び手順を全て包含するように、添付の請求項の範囲には、最も広い解釈が与えられるべきである。
100 表示パネル
100A カラーフィルタ基板
100B 薄膜トランジスタ基板
100C 液晶層
110 第1基板
120 ブラックマトリクス
130 カラーフィルタ層
130A カラーレジスト
130B カラーレジスト
130C カラーレジスト
130b 底部
130c 凹部
140 透明導電層
140A 開口部
140a 開口部
150 スペーサ
150c 中心
160 平坦化層
170 第2基板
180 薄膜トランジスタ層
190 画素電極
200 表示パネル
300 表示パネル
400 表示パネル
DL データ線
GL ゲート線
LC 液晶
P サブピクセルユニット
R 領域

Claims (10)

  1. カラーフィルタ基板、
    を含み、
    前記カラーフィルタ基板は、
    第1基板と、
    前記第1基板上に配置されるブラックマトリクス及びカラーフィルタ層と、
    前記カラーフィルタ層の上及び前記ブラックマトリクスの上に配置される透明導電層と、
    前記透明導電層上及び前記ブラックマトリクスの上に位置する複数のスペーサと、を有し、
    前記透明導電層は、前記ブラックマトリクスの上方に位置する複数の開口部を有し、
    前記開口部のうちの少なくとも1つは、隣接する前記スペーサ間に位置し、前記スペーサのうちの少なくとも1つは、前記開口部のうちの少なくとも1つに部分的に重なる、
    表示パネル。
  2. 前記スペーサのうちの少なくとも1つは、前記開口部のうちの少なくとも1つの面積の5〜50%を覆う、請求項1に記載の表示パネル。
  3. 前記スペーサのうちの少なくとも1つは、前記開口部のうちの少なくとも1つの面積の10〜30%を覆う、請求項1に記載の表示パネル。
  4. 前記カラーフィルタ層は、少なくとも2つのカラーレジストを有し、
    前記2つのカラーレジストは、異なる色を有し、前記スペーサのうちの少なくとも1つは、異なる色を有する前記2つのカラーレジスト間の境界の延長線上に位置する、請求項1に記載の表示パネル。
  5. 前記カラーフィルタ層は、前記2つのカラーレジスト間の前記境界に位置する凹部を有し、前記凹部の底部は、前記スペーサのうちの少なくとも1つの中心から離れて位置する、請求項4に記載の表示パネル。
  6. 前記少なくとも2つのカラーレジストは、それぞれ、赤いカラーレジスト、緑のカラーレジスト又は青のカラーレジストのうちの少なくとも1つである、請求項4に記載の表示パネル。
  7. 液晶層と、
    前記カラーフィルタ基板に組み付けられる薄膜トランジスタ基板と、を更に含む、請求項1に記載の表示パネル。
  8. 前記薄膜トランジスタ基板は、ゲート線及びデータ線を含み、
    前記スペーサのうちの少なくとも1つと、前記開口部のうちの少なくとも1つとは、前記ゲート線上に位置し、前記スペーサのうちの少なくとも1つは、前記データ線上に位置する、請求項7に記載の表示パネル。
  9. 前記薄膜トランジスタ基板は、データ線及び画素電極を更に含み、前記開口部のうちの少なくとも1つは、前記データ線の延長方向に沿った前記画素電極の中心に位置する、請求項7に記載の表示パネル。
  10. 前記薄膜トランジスタ基板は、画素電極を更に含み、前記開口部のうちの少なくとも1つと、前記スペーサのうちの少なくとも1つとは、前記ブラックマトリクスの上に位置し、前記ブラックマトリクスは、前記画素電極を隔てて配置される、請求項7に記載の表示パネル。
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