JP2016130839A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】白色画素を含む表示装置の製造工程を単純化させて製造時間および製造コストなどを減少させる表示装置を提供する。【解決手段】複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3、PX_Wにそれぞれ配設され、互いに異なる色を示す複数の着色フィルター230と、透明な有機物質および青色剤を含み、複数のカラーフィルターの上に配設される部分および白色画素PX_Wに配設される部分を有するオーバーコート膜250と、を備える表示装置。【選択図】図4

Description

本発明は、表示装置に係り、特に、白色画素を含む表示装置に関する。
液晶表示装置(liquid−crystal−displayay;LCD)、有機発光表示装置(organic light emitting diode display)などの表示装置は、一般に、スイッチング素子を有する複数の画素および複数の信号線が設けられた表示板と、階調基準電圧を生成する階調電圧生成部と、階調基準電圧を用いて複数の階調電圧を生成し、生成された階調電圧のうち入力映像信号に対応する階調電圧をデータ信号としてデータ線に印加するデータ駆動部などを備える。
表示装置は、自体的に光を発光する発光素子を有する自体発光型表示装置およびバックライトを有する受光型表示装置を含む。
受光型表示装置の代表例としての液晶表示装置は、現在最も幅広く用いられている表示装置の一つである。液晶表示装置は、複数の画素を含む表示パネルおよび表示パネルに光を供給するバックライト部を備える。表示パネルは、誘電率異方性(dielectric anisotropy)を有する液晶層と、液晶層に電場を生成する画素電極および共通電極などの電場生成電極を備える。画素電極は、マトリックス状に配列されてもよく、薄膜トランジスター(TFT)などのスイッチング素子に接続されて一行ずつに順次にデータ電圧が印加される。共通電極には、共通電圧Vcomが印加される。画素電極および共通電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することにより所望の画像が得られる。
画素電極および共通電極の2つの電場生成電極は、両方とも1枚の表示板に配設されてもよく、向かい合う2枚の表示板にそれぞれ設けられてもよい。表示装置が2枚の表示板を有する場合、向かい合う2枚の表示板のうち一方の表示板には、電場生成電極のうちデータ電圧が印加される画素電極および複数の薄膜トランジスターがマトリックス状に配列されていてもよく、他方の表示板には、赤色、緑色および青色などの基本色を示すカラーフィルターおよび画素間の光漏れを防ぐ遮光部材が形成されていてもよい。これとは異なり、遮光部材を画素電極および薄膜トランジスターと同じ表示板に形成してもよく、この場合、カラーフィルターも画素電極と同じ表示板に形成される。
このような受光型表示装置は、ほとんどの場合、赤色、緑色および青色の三原色の映像をそれぞれ表示する赤色画素と、緑色画素および青色画素を備える。赤色画素、緑色画素および青色画素のそれぞれの輝度を調節して様々な色表示を実現することができる。しかしながら、赤色画素と、緑色画素および青色画素は着色フィルターを有するため、バックライトから射出された光の量がカラーフィルターを通過しながら減って映像の輝度が低下する。このような問題点を解決するために、三原色などの基本色を示す着色画素に加えて、 着色フィルターを有さずにバックライトの光を着色画素よりも多量通過させる白色画素をさらに含んでもよい。白色画素は着色フィルターを有さないので、映像の輝度を高めることができる。
韓国公開特許第2010−0077979号公報
表示装置が白色画素を含む場合、一般に、基板の上に白色フィルター用樹脂などの物質を漏れなく蒸着した後、 フォトリソグラフィ工程などの方法を用いてパターニングしなければならない。したがって、白色画素を追加する場合に輝度を高めることができるが、フォトリソグラフィ工程が追加されて工程時間および工程コストなどが増加し、しかも、製造工程が複雑になる。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、白色画素を含む表示装置の製造工程を単純化させて製造時間および製造コストなどを減少させることである。
本発明が解決しようとする他の課題は、映像の色品質を高めることである。
本発明の一実施形態による表示装置は、複数の着色画素にそれぞれ配設され、互いに異なる色を示す複数の着色フィルターと、透明な有機物質および青色剤を含み、前記複数のカラーフィルターの上に配設される部分および白色画素に配設される部分を有するオーバーコート膜と、を備える。
前記複数の着色フィルターは、赤色を示す赤色フィルターと、緑色を示す緑色フィルターおよび青色を示す青色フィルターを備え、一つの前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜が含む前記青色剤の量は、一つの着色画素に配設される前記青色フィルターに含まれている青色剤の量よりも少なくてもよい。
前記表示装置は、向かい合う第1の基板および第2の基板と、前記第1の基板の上に配設される複数の信号線と、をさらに備え、前記着色画素および前記白色画素は、それぞれ前記複数の信号線と接続されている少なくとも一つの薄膜トランジスターを備え、前記複数の着色フィルターおよび前記オーバーコート膜は、前記第2の基板の上に配設されてもよい。
前記表示装置は、前記第2の基板の上に配設され、複数の開口部を有する遮光部材をさらに備え、前記着色フィルターは、前記遮光部材の前記開口部に配設される部分を有し、前記オーバーコート膜は、前記白色画素に配設され、前記遮光部材の前記開口部に配設される部分を有してもよい。
前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さよりも大きくてもよい。
前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さよりも小さくてもよい。
前記表示装置は、基板および前記基板の上に配設される複数の信号線をさらに備え、前記着色画素および前記白色画素は、それぞれ前記複数の信号線と接続されている少なくとも一つの薄膜トランジスターを備え、前記複数の着色フィルターおよび前記オーバーコート膜は、前記薄膜トランジスターの上に配設されてもよい。
本発明の実施形態によれば、白色画素を含む表示装置の製造工程を単純化させて製造時間および製造コストなどを減らすことができる。
また、本発明の実施形態によれば、映像の色品質を高めることができる。
本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図である。 本発明の一実施形態による表示装置が含む複数の画素の配置図である。 本発明の一実施形態による表示装置が含む複数の画素の配置図である。 本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図である。 図3に示す表示装置のIV−IV線に沿った断面図である。 オーバーコート膜の種類による正面および側面におけるホワイト色座標を示す表である。 複数の着色画素および白色画素が一緒に表示する映像の正面および側面におけるホワイト色座標の変化をオーバーコート膜の種類によって示すグラフである。 白色画素が表示する映像の正面および側面におけるホワイト色座標の変化をオーバーコート膜の種類によって示すグラフである。 本発明の一実施形態による表示装置が有するオーバーコート膜の透過率特性を示すグラフおよび従来の技術による透明有機膜の透過率特性を示すグラフである。 図3に示す表示装置のIV−IV線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図である。 図10に示す表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。 図10に示す表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。 図10に示す表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。 図10に示す表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が実施できる程度に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここで説明される実施形態に何ら限定されるものではなく、他の形態に具体化可能である。
図中、様々な層及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されている。明細書全体に亘って同じ部分に対しては同じ図面符号を付する。なお、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとしたとき、それは、他の部分の「真上」にある場合だけではなく、これらの間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。
本発明を明確に説明するために、説明とは関係ない部分は省略し、明細書全体に亘って同一または類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付する。
明細書全体に亘って、ある部分が他の部分と「接続」されているとしたとき、これは「直接的に接続」されている場合だけではなく、これらの間に他の素子を間に挟んで「電気的に接続」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「備える」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を排除するわけではなく、他の構成要素をさらに備えていてもよいことを意味する。
まず、図1、図2Aおよび図2Bに基づき、本発明の一実施形態による表示装置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図であり、図2Aおよび図2Bは、それぞれ本発明の一実施形態による表示装置が含む複数の画素の配置図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置は、表示パネル1と、その背面に配設されるバックライト900と、を備えていてもよい。
表示パネル1は、映像を表示する領域である表示領域DAと、その周りに配設される周辺領域PAと、を備えていえもよい。表示領域DAは、複数の信号線(図示せず)と、ここに接続されている複数の画素PXと、を備えていてもよい。複数の画素PXは、略マトリックス状に配列されていてもよい。ここで、画素PXは、一つの映像信号に対応する映像を表示する単位領域を意味し、光が実際に透過したり射出したりする透過領域(開口領域とも呼ばれる。)および光が遮断される遮光領域を備えていてもよい。遮光領域には、当該画素PXに信号を印加するための薄膜トランジスターなどの電気素子または遮光部材(図示せず)が配設されてもよい。
図2Aおよび図2Bを参照すると、複数の画素PXは、複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wを含む。
複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3は、赤色と、緑色および青色の三原色または四原色などの基本色のうちの一つを表示することができる。基本色は、赤色、緑色および青色の三原色に限定されるものではなく、青緑色(cyan)、紫紅色(magenta)、黄色(yellow)などであってもよい。本発明の一実施形態による複数の着色画素は、第1の着色画素PX_1と、第2の着色画素PX_2および第3の着色画素PX_3などを備えていてもよい。本実施形態においては、第1の着色画素PX_1が赤色を表示する赤色画素であり、第2の着色画素PX_2が緑色を表示する緑色画素であり、第3の着色画素PX_3が青色を表示する青色画素である場合を例にとって説明する。
複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3はそれぞれの基本色を表示し、これらの基本色の空間的和によって所望の色相が認識されるようにしてフルカラーを表現することができる。
白色画素PX_Wは、ある特定の波長帯の光を通過させる代わりに、可視光線の略全波長帯の光を均一に通過させて白色の映像を表示することができる。白色画素PX_Wは、表示装置の色再現性を向上させたり輝度を補強したりする役割を果たす。
隣り合う複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3をいずれもオンにして映像を表示するとき、これらと隣り合う白色画素PX_Wを一緒に駆動して表示される映像の輝度を高めることができる。白色映像を表示する場合には白色画素PX_Wのみを駆動してもよく、複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3のみを駆動してもよく、全ての画素PX_1、PX_2、PX_3、PX_Wを駆動してもよい。
複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの配置は、様々であってもよい。
図2Aを参照すると、隣り合う複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wは、略矩形のマトリックス状に配置されてもよい。第1の着色画素PX_1および白色画素PX_Wが対角線方向に隣り合うように配置され、第2の着色画素PX_2および第3の着色画素PX_3が対角線方向に隣り合うように配置されてもよい。また、第1の着色画素PX_1および第3の着色画素PX_3が列方向に隣り合い、第2の着色画素PX_2および白色画素PX_Wが列方向に隣り合ってもよい。さらに、第1の着色画素PX_1および第2の着色画素PX_2が行方向に隣り合い、第3の着色画素PX_3および白色画素PX_Wが行方向に隣り合ってもよい。
図2Bを参照すると、本発明の一実施形態による表示装置において、隣り合う複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wは一列に配置されてもよい。例えば、第1の着色画素PX_1と、第2の着色画素PX_2および第3の着色画素PX_3の着色画素および白色画素PX_Wが行方向にこの順に配置されてもよい。また、第1の着色画素PX_1と、第2の着色画素PX_2および第3の着色画素PX_3の着色画素および白色画素PX_Wの配置順はこれに限定されず、多様な配置が考えられる。例えば、一例であるが、第1の着色画素PX_1、第2の着色画素PX_2、白色画素PX_Wおよび第3の着色画素PX_3の順に配置されてもよい。また、複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの大きさおよび形状のうちの少なくとも一方が互いに同じであってもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。例えば、複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの大きさ(面積)が同じであり、各画素の形状が異なってもよい。また、例えば、複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの形状が同じであり、各画素の大きさ(面積)が異なってもよい。その他、着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの大きさ(面積)は異なってもよい。また、着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wの形状は異なってもよい。
このような画素の配置は、表示領域DAにおいて一定であってもよく、位置によって変わってもよい。つまり、一画素内における各画素の配置は、表示領域DA内の全ての画素において一定であってもよく、あるいは表示領域内の画素の位置によって異なってもよい。
以下、上述した図面と図3乃至図5を結び付けて、本発明の一実施形態による表示装置について詳細に説明する。
図3は、本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図であり、図4は、図3に示す表示装置のIV−IV線に沿った断面図であり、図5は、オーバーコート膜の種類による正面および側面におけるホワイト色座標を示す表である。
本発明の一実施形態による表示装置は、液晶表示装置であり、向かい合う下部表示板100および上部表示板200と、これらの間に挟持されている液晶層3と、を備えていてもよい。
下部表示板100は、具体的に図示しないが、複数の薄膜トランジスターおよびこれと接続されている複数の信号線を備えていてもよい。信号線は、薄膜トランジスターにゲート信号を送信するゲート線および薄膜トランジスターにデータ信号を転送するデータ信号を備えていてもよい。薄膜トランジスターはスイッチング素子であり、ゲート信号に基づいて制御されてデータ線のデータ電圧を伝達してもよい。
上部表示板200は、断面構造からみたとき、ガラス、プラスチックなどの絶縁物質を含む基板210の上に配設される遮光部材220および複数の着色フィルター230を備えていてもよい。
表示領域DAに配設される遮光部材220はブラックマトリックスとも呼ばれ、画素PX_1、PX_2、PX_3、PX_Wの透過領域を限定する複数の開口部を有する。遮光部材220は、隣り合う画素PX_1、PX_2、PX_3、PX_Wの間に配設されて光漏れを防ぐことができる。遮光部材220は、ブラックカーボンなどの遮光用顔料および感光性有機物質を含んでいてもよい。
着色フィルター230は、色を示す色剤を含み、バインダーと、光開始剤およびモノマーなどの有機物質を含んでいてもよい。色剤は、顔料の形態であってもよい。一つの着色画素PX_1、PX_2、PX_3には、当該色を示す着色フィルター230が配設される。
着色フィルター230は、例えば、赤色、緑色、青色など三原色をそれぞれ示す赤色フィルターと、緑色フィルターおよび青色フィルターを備えていてもよい。例えば、赤色フィルターは赤色色剤を含み、緑色フィルターは緑色色剤を含み、青色フィルターは青色剤を含んでいてもよい。赤色色剤が赤色フィルターの全体の材料に占める割合、緑色色剤が緑色フィルターの全体の材料に占める割合および青色剤が青色フィルターの全体の材料に占める割合はそれぞれ略15重量%以上であってもよい。
しかしながら、着色フィルター230が示す色はこれに何ら限定されるものではなく、他の基本色、例えば、マゼンタ、シアン、イエローなどの三原色を示してもよい。
着色フィルター230および基板210の上には、オーバーコート膜250が全面的に形成されている。すなわち、オーバーコート膜250は、遮光部材220および着色フィルター230と白色画素PX_Wの基板210の上に配設されてもよい。
白色画素PX_Wの透過領域のほとんどは、オーバーコート膜250が占めてもよい。このため、白色画素PX_Wの透過領域に配設されるオーバーコート膜250の厚さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の厚さに実質的に等しくてもそれよりも大きくてもよい。また、白色画素PX_Wの透過領域に配設されるオーバーコート膜250の厚さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の着色フィルター230の上に配設されるオーバーコート膜250の厚さよりも大きくてもよい。このため、白色画素PX_Wにおけるオーバーコート膜250の上面の高さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の上面の高さに実質的に等しくてもそれよりも大きくてもよい。
白色画素PX_Wの透過領域におけるオーバーコート膜250の上面の高さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域または遮光領域におけるオーバーコート膜250の上面の高さよりも小さくてもよく、その段差ddは、オーバーコート膜250の粘度によって異なる。
白色画素PX_Wにおけるオーバーコート膜250の上面が着色画素PX_1、PX_2、PX_3におけるオーバーコート膜250の上面よりも下に垂れ下がって白色画素PX_Wの液晶層3の厚さ、すなわち、セルギャップが着色画素PX_1、PX_2、PX_3のセルギャップと異なってくることを防ぐために、オーバーコート膜250は十分な粘度を有する高平坦化有機物質を含んでいてもよい。
オーバーコート膜250は透明な有機物質を含み、その粘度は適切に調節されて基板210上における平坦度を調節することができる。
本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250は所定の量の青色剤を含む。一つの白色画素PX_Wに配設されるオーバーコート膜250が含む青色剤の量は、着色画素PX_1、PX_2、PX_3のうちの一つの青色画素の青色フィルターに含まれている青色剤の量よりも少ない。より具体的には、オーバーコート膜250に含まれている青色剤は、オーバーコート膜250の総重量に対して略数重量%であってもよい。
一つの白色画素PX_Wに対してオーバーコート膜250が含む青色剤がオーバーコート膜250の全体に占める質量比は、一つの青色画素に配設される青色フィルターに含まれている青色剤が青色フィルターの全体に占める質量比よりも小さい。
オーバーコート膜250は、青色剤に加えて、他の着色画素PX_1、PX_2、PX_3が有する着色フィルター230の色剤は含んでいなくてもよい。
したがって、白色画素PX_Wにおけるオーバーコート膜250を通過する光の色座標は、オーバーコート膜250に含まれている青色剤によって色座標が変化されて出力されてもよいが、一般的に通過する光の色は維持される。すなわち、透明層230_W(白色画素PX_Wにおけるオーバーコート膜250)に白色光が入射すると、一般的に白色光が出射され、透明層230_Wに緑色光が入射すると、一般的に緑色光が射出される。しかしながら、オーバーコート膜250が含む青色剤の量に応じて、通過する光の色座標は所定の範囲内において可変である。
このようなオーバーコート膜250の特性については後述する。
オーバーコート膜250の上には、共通電極270が配設されてもよい。共通電極270は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)などの透明導電物質を含んでいてもよく、共通電圧を伝達してもよい。本実施形態とは異なり、共通電極270は、下部表示板100に配設されてもよい。
共通電極270の上には、スペーサー330が配設されてもよい。スペーサー330は、遮光部材220と重なり合う個所に配設されてもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。スペーサー330は、液晶層3のセルギャップ、すなわち、上部表示板200と下部表示板100との間の間隔を維持する役割を果たす。
スペーサー330は、アクリル系樹脂などの透明な有機物質を含んでもいてもよく、不透明な有機物質を含くんでいてもよい。
液晶層3は、液晶分子(図示せず)を含む。液晶層3は、正の誘電率異方性または負の誘電率異方性を有していてもよい。液晶分子は、液晶層3に電場がない状態で、その長軸が下部表示板100または上部表示板200の表面に対して略水平または垂直をなすように配向されていてもよい。このために、下部表示板100または上部表示板200の内側面には配向膜が形成されてもよい。配向膜は、パネルの内側面に配向液を塗布した後にラビングなどの物理的処理、光照射などの光学的処理または化学的処理などの方法によって形成される。また、配向膜または液晶層3は、液晶分子を配向させたりプレチルトを与えたりするための重合体などの配向補助手段を備えていてもよい。配向補助手段は、光学的または化学的な方法によって形成される。
下部表示板100の画素電極および共通電極270は、一緒に液晶層3に電場を生成してもよい。画素電極および共通電極270に電圧が印加されれば、液晶層3に電場が生成され、液晶分子が再配列される。液晶層3に生成される電場の強さを調節して液晶分子の再配列度を調節することができ、これにより、液晶層3を通過する光の偏光の変化度を調節することができる。すると、液晶層3を通過した光は偏光子などによって透過率が調節され、これにより映像が表示される。
本発明の一実施形態のように、オーバーコート膜250が、透明な有機物質に加えて、少量の青色剤を含む本発明の一実施形態による表示装置の色座標特性について、図5乃至図8を参照して説明する。
図5は、オーバーコート膜の種類による正面および側面におけるホワイト色座標を示す表であり、図6は、複数の着色画素および白色画素が一緒に表示する映像の正面および側面におけるホワイト色座標の変化をオーバーコート膜の種類によって示すグラフであり、図7は、白色画素が表示する映像の正面および側面におけるホワイト色座標の変化をオーバーコート膜の種類によって示すグラフである。
図5を参照すると、オーバーコート膜が青色剤を含む透明有機膜である場合には本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250によるものであり、オーバーコート膜が透明有機膜であるか、あるいは、赤色/緑色色剤を含む透明有機膜である場合には本発明の一実施形態と比較するための比較例である。赤色/緑色色剤を含む透明有機膜は、透明有機膜が赤色色剤または緑色色剤を含む透明有機膜を意味する。
また、図5において、RGBホワイト色座標W_RGBは、表示装置が含む複数の着色画素PX_1、PX_2、PX_3がターンオンされて一緒に示すホワイトの色座標を示す。また、白色画素ホワイト色座標W_Wは、白色画素PX_Wのみがターンオンされて示すホワイトの色座標を示す。また、全体のホワイト色座標W_allは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3および白色画素PX_Wが一緒にターンオンされて示すホワイトの色座標を示す。高い輝度の映像を表示する場合、着色画素PX_1、PX_2、PX_3とともに白色画素PX_Wもターンオンさせるため、このときに観察されるホワイトの色座標は、全体のホワイト色座標W_allとなる。
ここで、色座標は、1931 CIE XYZ色座標系上のx座標およびy座標である場合を例にとって説明する。
まず、本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250の代わりに、透明な有機物質を含む通常の透明有機膜を用いる場合(A)における実験データについて説明する。図5を参照すると、RGBホワイト色座標W_RGBは、正面において(0.268,0.287)であり、側面において(0.28,0.292)であり、白色画素ホワイト色座標W_Wは、正面において(0.302,0.294)であり、側面において(0.33,0.332)であり、全体のホワイト色座標W_allは、正面において(0.282,0.29)であり、側面において(0.304,0.309)である。このことから、通常の透明有機膜を用いる場合(A)、RGBホワイト色座標W_RGBと白色画素ホワイト色座標W_Wまたは全体のホワイト色座標W_allとの間の差分が非常に大きいということが分かる。
また、図7を参照すると、透明有機膜を用いる場合(A)、正面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wと、側面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wとの間に大きな差分があり、側面から眺めるときに多くのホワイト色座標W_Wが黄色を示す領域に移動して側面から見えるホワイトが相当黄色化されることが分かる。これにより、図6に示すように、正面および側面における全体のホワイト色座標W_allの差分が相対的に大きくなる。
白色画素PX_Wにおいて、オーバーコート膜250またはこれを置き換える透明有機膜の平坦化があまり進んでおらず、他の着色画素PX_1、PX_2、PX_3における液晶層3のセルギャップに比べて白色画素PX_Wの液晶層3のセルギャップが大きいとき、このような側面における黄色化がなお一層激しくなる。
次いで、本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250のように所定の量の青色剤を含む場合(B)における実験データについて説明する。図5を参照すると、RGBホワイト色座標W_RGBは、正面において(0.268,0.286)であり、側面において(0.28,0.291)であり、白色画素ホワイト色座標W_Wは、正面において(0.293,0.286)であり、側面において(0.32,0.32)であり、全体のホワイト色座標W_allは、正面において(0.28,0.288)であり、側面において(0.295,0.3)である。このことから、通常の透明有機膜を用いる場合(A)に比べて、RGBホワイト色座標W_RGBと白色画素ホワイト色座標W_Wまたは全体のホワイト色座標W_allとの間の差分が非常に小さくなって互いに近似しているということが分かる。
図7を参照すると、本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250を有する表示装置の場合(B)には、透明有機膜を用いる場合(A)に比べて、正面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wと側面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wとの間の差分が小さいため、側面からホワイトを眺めるときに黄色化の度合いが緩和されるということが分かる。このため、図6に示すように、本発明の一実施形態によるオーバーコート膜250を有する表示装置の場合(B)には、透明有機膜を用いる場合(A)に比べて、正面および側面における全体のホワイト色座標W_allの差分が相対的に小さく、且つ、色座標の黄色領域への色変移も小さくなる。
このような本発明の一実施形態と比較して、オーバーコート膜250が青色剤の代わりに赤色色剤および/または緑色色剤を含む場合(C)の実験データを比較例として説明する。図5乃至図7は、例えば、オーバーコート膜250が赤色色剤および緑色色剤を含む実験例を示す。まず、図5を参照すると、RGBホワイト色座標W_RGBは、正面において(0.268,0.288)であり、側面において(0.28,0.292)であり、白色画素ホワイト色座標W_Wは、正面において(0.31,0.3)であり、側面において(0.34,0.35)であり、全体のホワイト色座標W_allは、正面において(0.284,0.292)であり、側面において(0.31,0.32)である。このことから、オーバーコート膜250が青色剤ではない赤色色剤および緑色色剤を含む場合、通常の透明有機膜を用いる場合(A)に比べても、RGBホワイト色座標W_RGBと白色画素ホワイト色座標W_Wまたは全体のホワイト色座標W_allとの間の差分がかなり大きくなったということが分かる。
また、図7を参照すると、オーバーコート膜250が赤色色剤および緑色色剤を含む場合(C)には、正面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wと側面から眺めるときの白色画素ホワイト色座標W_Wとの間の差分は、透明有機膜を用いる場合(A)に比べても大きく、且つ、側面から眺めるときにさらに多くのホワイト色座標W_Wが黄色を示す領域に移動して側面から見えるホワイトがかなり黄色化されるということが分かる。これにより、図6に示すように、正面および側面における全体のホワイト色座標W_allの差分が相対的に大きくなり、且つ、側面から眺めるときのホワイトは、透明有機膜を用いる場合(A)に比べてもさらに黄色化されるということを確認することができる。
図8は、従来の技術による透明有機膜の透過率特性を示すグラフG1と、本発明の一実施形態による表示装置が有するオーバーコート膜250の透過率特性を示すグラフG2を示す。
図8のグラフG1を参照すると、青色剤を含んでいない通常の透明有機膜を通過した光の透過率は、一部の波長帯、例えば、略380nm近くの波長帯において下がる傾向にある。しかしながら、図8のグラフG2を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置の白色画素PX_Wに配設されるオーバーコート膜250を通過した光の透過率は、波長帯によらずに概ね一定であるということが分かる。このため、本発明の一実施形態による表示装置の白色画素PX_Wを通過した光の色座標は、歪み度が小さくなる。
このような実験結果から明らかなように、白色画素PX_Wを含む表示装置において、オーバーコート膜250が所定の量の青色剤を含むことにより、着色画素PX_1、PX_2、PX_3が示すホワイト色座標と白色画素PX_Wが示すホワイト色座標との間の差分を減らして表示される映像の色品質を高めることができる。また、ホワイトの正面における色座標および側面における色座標間の差分が減って表示装置の観察角度による色の変化を低減することができるので、側面視認性を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態によれば、白色画素PX_Wにのみ配設される別途の白色フィルターを形成しなくても良いので、別途の白色フィルターを形成するための光マスクが不要である。これにより、表示装置の製造工程を単純化させて製造時間および製造コストなどを減少させることができる。
以下、上述した図面と図9を結び付けて本発明の一実施形態による表示装置について説明する。
図9は、図3に示す表示装置のIV−IV線に沿った断面図である。
図9を参照すると、本実施形態による表示装置は、上述した図4に示す実施形態による表示装置とほとんど同様であるが、遮光部材220と、複数の着色フィルター230のうちの少なくとも2つが積み重ねられて重合部OPを形成してもよい。重合部OPは、遮光部材220と、薄膜トランジスターと、ゲート線およびデータ線などの信号線と重なり合う個所に配設されてもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。図9は、遮光部材220の上に3つの互いに異なる色の着色フィルター230が重なり合って重合部OPを形成する例を示す。重合部OPは、遮光部材220と、その上の第1の着色フィルター230_1と、その上の第2の着色フィルター230_2と、その上の第3の着色フィルター230_3と、を備えていてもよい。図9とは異なり、重合部OPは、遮光部材220を備えていなくてもよい。つまり、重合部OPは、遮光部材220を含まず、第1の着色フィルター230_1と、その上の第2の着色フィルター230_2と、その上の第3の着色フィルター230_3とを含んでいてもよい。
また、重合部OPは、遮光部材220を含まず、第1の着色フィルター230_1、第2の着色フィルター230_2、及び第3の着色フィルター230_3の少なくとも2つを含んでいてもよい。例えば、重合部OPは、遮光部材220を含まず、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1及び第2の着色フィルター230_2を含んでいてもよい。
また、重合部OPは、遮光部材220を含み、第1の着色フィルター230_1、第2の着色フィルター230_2、及び第3の着色フィルター230_3の少なくとも2つを含んでいてもよい。例えば、重合部OPは、遮光部材220を含み、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1及び第2の着色フィルター230_2を含んでいてもよい。
重なり合って重合部OPをなす第1乃至第3の着色フィルター230_1、230_2、230_3は、図9に示すように、隣り合う着色画素PX_1、PX_2、PX_3の着色フィルター230と接続されていてもよく、互いに離れていてもよい。
例えば、重合部OPは、遮光部材220を含み、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが重畳した構成を含んでいてもよい。また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含み、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが重畳した部分に、さらに第3の着色フィルター230_3が重畳した構成を含んでいてもよい。
また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含み、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが互いに離れた構成を含んでいてもよい。また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含み、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが互いに離れた部分に、第3の着色フィルター230_3が重畳した構成を含んでいてもよい。
また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含まず、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが重畳した構成を含んでいてもよい。また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含まず、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが重畳した部分に、さらに第3の着色フィルター230_3が重畳した構成を含んでいてもよい。
また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含まず、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが互いに離れた構成を含んでいてもよい。また、例えば、重合部OPは、遮光部材220を含まず、互いに隣接する第1の着色フィルター230_1と第2の着色フィルター230_2とが互いに離れた部分に、第3の着色フィルター230_3が重畳した構成を含んでいてもよい。
重合部OPにおける遮光部材220の上に配設される第1の着色フィルター230_1の厚さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の厚さよりも小さくてもよく、略30%〜略70%であってもよい。
重合部OPにおける第1の着色フィルター230_1の上に配設される第2の着色フィルター230_2の厚さも、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の厚さおよび第1の着色フィルター230_1の厚さよりも小さくてもよい。さらに、第nの着色フィルター230_nの厚さは、真下の第n−1の着色フィルター230_n−1の厚さよりも小さくてもよく、例えば、第n−1の着色フィルター230_n−1の厚さの略30%〜略70%であってもよい。
着色フィルター230および基板210の上には、オーバーコート膜250が全面的に形成されてもよい。オーバーコート膜250についての説明は、上述した通りであるため、ここではその詳細な説明は省略する。
重合部OPおよびその上のオーバーコート膜250は、一緒に液晶層3のセルギャップを維持するスペーサCSとして機能してもよい。スペーサCSの上には、共通電極270が除去されていてもよい。
次いで、上述した図面と図10乃至図14を結び付けて、本発明の一実施形態による表示装置について説明する。
図10は、本発明の一実施形態による表示装置の概略的な配置図であり、図11乃至図14は、それぞれ図10に示す表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。
図10および図11を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置は、向かい合う下部表示板100および上部表示板200と、2枚の表示板100、200の間の液晶層3と、を備える。
下部表示板100は基板110を有し、基板110の上にゲート線を有するゲート導電体(図示せず)が配設されてもよい。
ゲート導電体の上には、ゲート絶縁膜140が配設される。ゲート絶縁膜140は、窒化ケイ素、酸化ケイ素などの無機絶縁物質を含んでいてもよい。
ゲート絶縁膜140の上には、半導体層(図示せず)およびデータ導電体が配設される。データ導電体は、データ電圧を伝達する複数のデータ線171を備える。データ線171は、概ね隣り合う画素PX_1、PX_2、PX_3、PX_Wの間に延びてもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。
薄膜トランジスターは、ゲート線およびデータ線171と接続されている。
データ導電体を有する薄膜トランジスターの上には、保護膜180aが配設される。保護膜180aは、無機絶縁物質または有機絶縁物質を含んでいてもよい。
保護膜180aの上には、複数の着色フィルター230が配設されてもよい。一つの着色画素PX_1、PX_2、PX_3には、当該色を示す着色フィルターが配設される。
着色フィルター230および保護膜180aの上には、オーバーコート膜180bが配設される。オーバーコート膜180bは、白色画素PX_Wに配設される部分だけではなく、他の着色画素PX_1、PX_2、PX_3の着色フィルター230の上に配設される部分も有していてもよい。
白色画素PX_Wの透過領域のほとんどは、オーバーコート膜180bが占めてもよい。このため、白色画素PX_Wの透過領域に配設されるオーバーコート膜180bの厚さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の厚さに実質的に等しくてもそれよりも大きくてもよい。また、白色画素PX_Wの透過領域に配設されるオーバーコート膜180bの厚さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の着色フィルター230の上に配設されるオーバーコート膜180bの厚さよりも大きくてもよい。これにより、白色画素PX_Wにおけるオーバーコート膜180bの上面の高さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域に配設される着色フィルター230の上面の高さに実質的に等しくてもそれよりも大きくてもよい。
白色画素PX_Wの透過領域におけるオーバーコート膜180bの上面の高さは、着色画素PX_1、PX_2、PX_3の透過領域または遮光領域におけるオーバーコート膜180bの上面の高さよりも小さくてもよく、その段差は、オーバーコート膜180bの粘度によって異なる。
加えて、オーバーコート膜180bは、上述した実施形態によるオーバーコート膜250と同じ特徴およびそれに伴う効果を有する。
オーバーコート膜180bの上には、キャッピング膜80が配設されてもよい。キャッピング膜80は、無機絶縁物質を含んでいてもよく、省略可能である。本発明の他の実施形態によれば、キャッピング膜80は、着色フィルター230とオーバーコート膜180bとの間に配設されてもよい。
キャッピング膜80の上には、複数の画素電極191および遮蔽電極199が配設されてもよい。画素電極191および遮蔽電極199は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)などの透明な導電物質を含んでいてもよい。
画素電極191はパターニングされて複数の枝電極(図示せず)を有する形態を有してもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。画素電極191は、キャッピング膜80と、オーバーコート膜180bおよび保護膜180aの少なくとも一部に形成されるコンタクト孔(図示せず)を介して薄膜トランジスターと接続されてデータ電圧が印加される。
遮蔽電極199は、データ線171を覆う部分を有してもよい。遮蔽電極199は、データ線171からの電場を遮蔽して隣り合う画素間の光漏れを遮断することができる。これによれば、データ線171と重なり合う別途の遮光部材を形成する必要がないので、画素の開口率および透過率を高めることができる。
上部表示板200は、遮光部材220を備えていてもよい。これとは異なり、遮光部材220は、下部表示板100に配設されてもよい。
下部表示板100は、遮蔽電極199の上に配設されるスペーサー330を備えていてもよい。スペーサー330は、遮光部材220と重なり合う個所に配設されてもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。つまり、スペーサー330は、遮光部材220と重なり合う個所以外に配置されてもよい。ただし、遮光部材220と重なり合う個所にスペーサー330が配置されることで、スペーサー330が透過領域に位置することによる光透過率の低下を抑制できる。スペーサー330は、液晶層3のセルギャップ、すなわち、上部表示板200と下部表示板100との間の間隔を維持する役割を果たす。
加えて、上述した実施形態の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。
次いで、図12を参照すると、本実施形態による表示装置は、上述した図11に示す実施形態とほとんど同様であるが、3つの互いに異なる色の着色フィルター230が重なり合って重合部OPを形成する例を示す。すなわち、重合部OPは、第1の着色フィルター230_1と、その上の第2の着色フィルター230_2およびその上の第3の着色フィルター230_3を備えていてもよい。重合部OPおよびその上のオーバーコート膜180bは、一緒に液晶層3のセルギャップを維持するスペーサCSを形成してもよい。重合部OPの変形例は、図9において説明した重合部OPと同様である。
次いで、図13を参照すると、本実施形態による表示装置は、上述した図11に示す実施形態による表示装置とほとんど同様であるが、キャッピング膜80の位置が異なる。キャッピング膜80は、オーバーコート膜180bの下に配設され、着色フィルター230および保護膜180aの上に配設されてもよい。これにより、オーバーコート膜180bの上に直接的に複数の画素電極191および遮蔽電極199が配設されてもよい。
次いで、図14を参照すると、本実施形態による表示装置は、図12に示す実施形態とほとんど同様であるが、キャッピング膜80がオーバーコート膜180bの下に配設され、着色フィルター230および保護膜180aの上に配設される例を示す。
本発明の実施形態によれば、白色画素を含む表示装置の製造工程を単純化させて製造時間および製造コストなどを減らすことができる。
また、本発明の実施形態によれば、赤色画素と、緑色画素および青色画素などの複数の着色画素が一緒に示すホワイトの色座標および白色画素が単独で示すホワイト色座標を実質的に同一にして表示される映像の色品質を高めることができる。なお、表示装置の観察角度による色の変化を減らして側面視認性を向上させることができる。
本実施形態にも、上述した実施形態の色々な特徴およびそれに伴う効果が適用される。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲と、発明の詳細な説明および添付図面の範囲内において種々に変形して実施することができ、これもまた本発明の範囲に属するということはいうまでもない。
1:表示パネル
3:液晶層
31:液晶分子
80:キャッピング膜
100:下部表示板
140:ゲート絶縁膜
171:データ線
180a:保護膜
180b、250:オーバーコート膜
191:画素電極
199:遮蔽電極
200:上部表示板
220:遮光部材
230:着色フィルター
270:共通電極
330:スペーサー
900:バックライト


Claims (10)

  1. 複数の着色画素にそれぞれ配設され、互いに異なる色を示す複数の着色フィルターと、
    透明な有機物質および青色剤を含み、前記複数のカラーフィルターの上に配設される部分および白色画素に配設される部分を有するオーバーコート膜と、
    を備える表示装置。
  2. 前記複数の着色フィルターは、赤色を示す赤色フィルターと、緑色を示す緑色フィルターおよび青色を示す青色フィルターを備え、
    一つの前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜が含む前記青色剤の量は、一つの着色画素に配設される前記青色フィルターに含まれている青色剤の量よりも少ない請求項1に記載の表示装置。
  3. 向かい合う第1の基板および第2の基板と、
    前記第1の基板の上に配設される複数の信号線と、
    をさらに備え、
    前記着色画素および前記白色画素は、それぞれ前記複数の信号線と接続されている少なくとも一つの薄膜トランジスターを備え、
    前記複数の着色フィルターおよび前記オーバーコート膜は、前記第2の基板の上に配設される請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第2の基板の上に配設され、複数の開口部を有する遮光部材をさらに備え、
    前記着色フィルターは、前記遮光部材の前記開口部に配設される部分を有し、
    前記オーバーコート膜は、前記白色画素に配設され、前記遮光部材の前記開口部に配設される部分を有する請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さよりも大きい請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さよりも小さい請求項5に記載の表示装置。
  7. 基板および前記基板の上に配設される複数の信号線をさらに備え、
    前記着色画素および前記白色画素は、それぞれ前記複数の信号線と接続されている少なくとも一つの薄膜トランジスターを備え、
    前記複数の着色フィルターおよび前記オーバーコート膜は、前記薄膜トランジスターの上に配設される請求項2に記載の表示装置。
  8. 前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の厚さよりも大きい請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記白色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さは、前記着色画素に配設される前記オーバーコート膜の上面の高さよりも小さい請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記オーバーコート膜の上に配設される複数の画素電極をさらに備える請求項9に記載の表示装置。
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