JP2017111327A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置は、第1基板、第2基板及び液晶層を備える。上記第1基板は、有機絶縁膜と、上記有機絶縁膜上に形成された第1電極CEと、第1電極CE上に形成された無機絶縁層14aと、無機絶縁層14a上に形成された第2電極PERと、配向膜AL1と、を有する。配向膜AL1は、上記有機絶縁膜に接している。
【選択図】図7
Description
近年では、Fringe Field Switching(FFS)モードの液晶表示パネルが実用化されている。
第1基板と、前記第1基板に対向配置された第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、
前記第1基板は、
有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上に形成された第1電極と、
前記第1電極上に形成された無機絶縁層と、
前記無機絶縁層上に形成された第2電極と、
前記有機絶縁膜、前記第1電極、前記無機絶縁層及び前記第2電極の上方に形成され、前記有機絶縁膜及び前記第2電極に接した配向膜と、を有する。
まず、第1の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
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、テレビジョン受像機、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、本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装置などの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。
液晶表示装置DSPは、アクティブマトリックス型の液晶表示パネルPNL、液晶表示パネルPNLを駆動する駆動部3、液晶表示パネルPNLを照明するバックライトユニットBL、制御モジュールCM、フレキシブル基板1,2などを備えている。
図2に示すように、液晶表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、液晶層LC、シール材SE、第1光学素子OD1、第2光学素子OD2などを備えている。第1基板SUB1及び第2基板SUB2の詳細については後述する。
図3に示すように、液晶表示パネルPNLは、2種類の単位画素を有している。単位画素としては、単位画素UPX1及び単位画素UPX2を挙げることができる。単位画素UPX1及び単位画素UPX2は、それぞれカラー画像を表示するための最小単位に相当する。単位画素UPX1は、副画素PXR1、副画素PXB1及び副画素PXG1を含んでいる。単位画素UPX2は、副画素PXR2、副画素PXB2及び副画素PXG2を含んでいる。
例えば、副画素の形状が図示したような略平行四辺形の場合、単位画素UPX1及び単位画素UPX2の2個の単位画素を組み合わせることにより、各色の副画素に関しても多くのドメインを形成することが可能となり、視野角特性に関して補償することができる。このため、視野角特性に注目すると、単位画素UPX1及び単位画素UPX2の組み合わせ(2個の単位画素)が、カラー画像を表示するための最小単位に相当する。
なお、単位画素UPX1及び単位画素UPX2は、それぞれ1個の主画素MPXで形成されている。
図4に示すように、第1基板SUB1は、走査線G、信号線S、第2電極PE、スイッチング素子SW、第1駆動回路DR1、第2駆動回路DR2を含む駆動部3などを備えている。
なお、図示した例では、液晶表示パネルPNLは、表示モードとしてFFS(Fringe Field Switching)モードに対応した構成を有している。
このような遮光層SHと金属配線MLとによって囲まれた領域は、表示に寄与する領域となる。金属配線MLの第1方向Xの幅は、対応する信号線Sの第1方向Xの幅と同一又はそれ以上である。なお、遮光層SHの第2方向Yの幅は、走査線の第2方向Yの幅よりも大きい。
第1基板SUB1は、絶縁層14a,14b,14cなどの複数の絶縁層を有している。上記絶縁層は、副画素PXに1個ずつ設けられている。
第1分割部CE1は、金属配線ML1と金属配線ML2との間に配置され、金属配線ML1,ML2に沿って略第2方向Yに延在している。第1分割部CE1は、第2方向Yに並ぶ複数の副画素PXRで共用されている。第1分割部CE1は、金属配線ML1に対しては隙間を置いて設けられ、金属配線ML2に対しては複数個所で接続されている。第1分割部CE1は、遮光層SH1と対向する領域に開口O1を有している。導電層CLは、開口O1の内部に位置し、第1分割部CE1に絶縁距離を置いて設けられている。
本実施形態において、絶縁層14aは、全体が第1分割部CE1に重なっている。このため、上記絶縁層14aは、第1分割部CE1と金属配線ML1との隙間、及び第1分割部CE1と金属配線ML2との隙間にはみ出すこと無しに形成されている。但し、上記絶縁層14aは、上記の例に限定されるものではなく、種々変形可能である。上記絶縁層14aは、上記隙間を完全に覆っていなければよい。このため、上記絶縁層14aは、上記隙間に部分的に対向したり、金属配線ML1,ML2に部分的に重なったりしてもよい。
副画素PXG1は、第1電極CEの第3分割部CE3、絶縁層14c、及び第2電極PEGを有している。
副画素PXB1及び副画素PXG1は、副画素PXR1と同様に構成されているため、それらの詳細な説明は省略する。
金属配線MLは、モリブデンタングステン(MoW)などの金属を利用して形成されている。金属配線MLは、光反射率の低い金属で形成されていた方が望ましい。金属配線ML自体が遮光層として機能することで、別途、遮光層を金属配線MLに対向配置しなくともよいためである。但し、金属配線MLは、アルミニウム(Al)など相対的に光反射率の高い金属で形成されていてもよく、この場合、金属配線MLと対向し金属配線MLに沿って延在する遮光層を、別途、設けてもよい。なお、このような遮光層は、遮光層SHと同一材料で同時に形成したり、遮光層SHと一体に形成したりすることができる。
図6に示すように、第1基板SUB1は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第1絶縁基板10を用いて形成されている。第1基板SUB1は、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、カラーフィルタCFR、及び複数の絶縁層14(14a),15(15a)、スイッチング素子SW、第1分割部CE1(第1電極CE)、導電層CL、第2電極PER、第1配向膜AL1などを備えている。図示した例では、スイッチング素子SWは、トップゲート構造を有する薄膜トランジスタであるが、ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタであってもよい。
遮光層SHは、第2絶縁基板20の下に形成されている。言い換えると、遮光層SHは、第2絶縁基板20の第1基板SUB1と対向する側に形成されている。遮光層SHは、走査線Gやスイッチング素子SWと対向している。
第2配向膜AL2は、第2絶縁基板20及び遮光層SHの下に形成されている。第2配向膜AL2は、ここでは、水平配向性を示す材料によって形成されている。
図7に示すように、色層CF1,CF2,CF3の端部は信号線Sに重なっている。又は色層CF1,CF2,CF3の端部は金属配線MLと対向している。
絶縁層15aは、カラーフィルタCFR及び金属配線ML1の上に形成され、金属配線ML1を覆い、絶縁層14aに間隔を置いて設けられている。絶縁層15bは、カラーフィルタCFR及び金属配線ML2の上に形成され、金属配線ML2を覆い、絶縁層14aに間隔を置いて設けられている。
絶縁層14aは、第1分割部CE1と第2電極PERとの間に介在している。このため、第1分割部CE1、絶縁層14a及び第2電極PERは、副画素PXR1の保持容量を形成している。
同様に、絶縁層14a,15a,15bなどのカラーフィルタCFRの上方の絶縁層も、カラーフィルタCFRの上面を完全に覆うことがないように設けられている。このため、第1配向膜AL1は、カラーフィルタCFRの上面に接している。第1配向膜AL1がカラーフィルタCFRの上面に接する領域は、各々の副画素に存在している。そして、上記のような領域は、カラーフィルタCFRから第1基板SUB1の外部に水蒸気ガスなどのガスを放出するための経路となる。
図8に示すように、第1分割部CE1は、複数個所で金属配線ML2側に突出して形成されている。このため、金属配線ML2は、複数個所で第1分割部CE1に重ねられ、第1分割部CE1に電気的に接続されている。
カラーフィルタCFRから上記無機絶縁膜が浮き上がってしまうと、例えば、第1分割部CE1と第2電極PERとの間隔が変化することになる。副画素PXR1の容量の値が変化してしまうため、表示品位の低下を招いてしまう。
一方、上記無機絶縁膜に剥がれが生じた場合、例えば、パーティクルなど異物として歩留まり低下の懸念をもたらすことになる。
上記のことから、製造歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。又は、製品歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。
次に、第2の実施形態に係る液晶表示装置DSPについて説明する。図9は、本実施形態に係る液晶表示パネルPNLの一部を拡大して示す平面図であり、信号線S、金属配線ML、第1電極CE、絶縁層14a,14b,14c、第2電極PER,PEB,PEG、及び遮光層SHを示す図である。
X−Y平面視において、絶縁層14aは面積及び形状に関して第2電極PERと同一であり、絶縁層14bは面積及び形状に関して第2電極PEBと同一であり、絶縁層14cは面積及び形状に関して第2電極PEGと同一である。第2電極PERは絶縁層14aに完全に重なっている。第2電極PEBは絶縁層14bに完全に重なっている。第2電極PEGは絶縁層14cに完全に重なっている。
図10に示すように、本実施形態においても、第1電極CE、金属配線ML、絶縁層14,15及び第2電極PEは、カラーフィルタCFRの上面を完全に覆うことがないように設けられている。このため、第1配向膜AL1は、カラーフィルタCFRの上面に接している。第1基板SUB1は、カラーフィルタCFRの上面側に、ガス放出経路を有している。
絶縁層15aの上に導電層TL1が形成されている。導電層TL1は面積及び形状に関して絶縁層15aと同一であり、絶縁層15aに完全に重なっている。絶縁層15aと導電層TL1とは、これらの側面が面一に形成されている。同様に、絶縁層15bの上に導電層TL2が形成されている。導電層TL2は面積及び形状に関して絶縁層15bと同一であり、絶縁層15bに完全に重なっている。絶縁層15bと導電層TL2とは、これらの側面が面一に形成されている。
上記のことから、製造歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。又は、製品歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。
次に、第3の実施形態に係る液晶表示装置DSPについて説明する。図12は、本実施形態に係る液晶表示パネルPNLの一部を拡大して示す平面図であり、信号線S、金属配線ML、第1電極CE、絶縁層14a,14b,14c、第2電極PER,PEB,PEG、導電層CL、第1コンタクトホールCH1、第2コンタクトホールCH2、及び遮光層SHを示す図である。
図12に示すように、第1電極CEは、副画素PXに1個ずつ設けられた複数の分割部CE1a,CE2a,CE3aを有している。このため、分割部CE1a,CE2a,CE3aは、複数の副画素PXで共用されるものではない。
絶縁層14aは、第1分割部CE1a及び導電層CLと対向している。また、第2電極PERも、第1分割部CE1a及び導電層CLと対向している。
副画素PXG1は、第1電極CEの第3分割部CE3a、導電層CL、絶縁層14c、及び第2電極PEGを有している。
副画素PXB1及び副画素PXG1は、副画素PXR1と同様に構成されているため、それらの詳細な説明は省略する。
本実施形態において、第1電極CEは、共通電極として機能している。第2電極PER,PEB,PEGなどの第2電極PEは、画素電極として機能している。
図13に示すように、第1基板SUB1の断面において、導電層CLは第1屈曲部を有し、第2電極PERは第2屈曲部を有している。上記第2屈曲部は、上記第1屈曲部と対向する領域から離れて位置している。
上記のことから、製造歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。又は、製品歩留まりの高い液晶表示装置DSPを得ることができる。
上述した実施形態では、有機絶縁膜としてカラーフィルタCFRを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記有機絶縁膜は、透明な有機絶縁膜であってもよい。この場合、カラーフィルタCFRを第2基板SUB2側に設けることができる。
さらに、上述した実施形態では、液晶表示パネルPNLは、FFSモードを採用している。しかしながら、これに限定されるものではなく、液晶表示パネルは、FFSモード以外の表示モードを採用してもよい。
上述した実施形態は、上述した液晶表示装置DSPに限定されるものではなく、各種の液晶表示装置に適用可能である。
Claims (8)
- 第1基板と、前記第1基板に対向配置された第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、
前記第1基板は、
有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上に形成された第1電極と、
前記第1電極上に形成された無機絶縁層と、
前記無機絶縁層上に形成された第2電極と、
前記有機絶縁膜、前記第1電極、前記無機絶縁層及び前記第2電極の上方に形成され、前記有機絶縁膜及び前記第2電極に接した配向膜と、を有する、
液晶表示装置。 - 前記有機絶縁膜は、カラーフィルタである、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1電極は、前記配向膜が前記有機絶縁膜に接する領域に位置した開口を有する、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1電極は、前記配向膜が前記有機絶縁膜に接する領域と対向する領域において隙間を置いて配置された第1分割部及び第2分割部を有する、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 平面視において、
前記無機絶縁層は、面積及び形状に関して前記第2電極と同一であり、
前記第2電極は、前記無機絶縁層に完全に重なっている
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1基板は、
前記有機絶縁膜の下方に形成された信号線をさらに有し、
前記配向膜が前記有機絶縁膜に接する領域は、前記信号線に沿って延びている、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1基板は、
前記有機絶縁膜の下方に形成されたスイッチング素子と、
前記有機絶縁膜上に形成され前記第1電極に間隔を置いて位置した導電層と、
前記有機絶縁膜に形成され前記スイッチング素子を露出させる第1コンタクトホールと、
前記第1コンタクトホールと対向する領域から平面視で離れて位置しており前記無機絶縁層に形成され前記導電層を露出させる第2コンタクトホールと、をさらに有し、
前記導電層は、前記第1コンタクトホールを通り前記スイッチング素子に接続され、
前記第2電極は、前記第2コンタクトホールを通り前記導電層に接続されている、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1基板は、
前記有機絶縁膜上に形成され前記第1電極に間隔を置いて位置した導電層をさらに有し、
前記第1基板の断面において、
前記導電層は、第1屈曲部を有し、
前記第2電極は、前記第1屈曲部と対向する領域から離れて位置した第2屈曲部を有する、
請求項1に記載の液晶表示装置。
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