JP2017111328A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位に優れた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、無機層の上に形成されたカラーフィルタＣＦＲと、カラーフィルタＣＦＲの上方に形成された無機膜ＩＬと、無機膜ＩＬの上方に形成された半導体層ＳＣと、を備える。平面視にて、無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲと重なる第１領域Ａ１と、第１領域を取囲む第２領域Ａ２と、にわたって設けられる。第２領域Ａ２にて、無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲの外側に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

液晶表示パネルは、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ（office automation）機器やテレビジョン受像機などの表示パネルとして各種分野で利用されている。近年では、液晶表示パネルは、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示パネルとしても利用されている。

液晶表示パネルは、アレイ基板と、対向基板と、これら両基板間に保持された液晶層とを備えている。アレイ基板は、成膜やフォトリソグラフィ法を用いたエッチングを繰り返すことにより形成されている。例えば、アレイ基板側に、カラーフィルタが設けられ、カラーフィルタにコンタクトホールが形成される場合がある。

特開２０１４−１５４７０１号公報

本実施形態は、表示品位に優れた液晶表示装置を提供する。

一実施形態に係る液晶表示装置は、無機層の上に形成されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上方に形成された無機膜と、前記無機膜の上方に形成された半導体層と、を備え、平面視にて、前記無機膜は、前記カラーフィルタと重なる第１領域と、前記第１領域を取囲む第２領域と、にわたって設けられ、前記第２領域にて、前記無機膜は、前記カラーフィルタの外側に形成されている。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルを示す断面図である。 図３は、図１及び図２に示した液晶表示パネルの一部を示す拡大断面図であり、第１絶縁基板、カラーフィルタ、オーバーコート膜、及び無機膜を示す図である。 図４は、図１から図３に示した第１基板を示す平面図であり、第１絶縁基板、カラーフィルタ、及び無機膜を示す図である。 図５は、図１及び図２に示した液晶表示パネルにおける画素配列の一例を示す図である。 図６は、図１から図４に示した第１基板の構成を示す平面図である。 図７は、上記第１基板の一部を拡大して示す平面図であり、走査線、信号線、画素スイッチング素子、第２電極、コンタクトホール及び画素電極を示す図である。 図８は、上記第１基板の一部を拡大して示す他の平面図であり、遮光層、走査線、信号線、画素スイッチング素子、第２電極及びコンタクトホールを示す図である。 図９は、図７の線ＩＸ−ＩＸに沿った液晶表示パネルを示す断面図である。 図１０は、図７の線Ｘ−Ｘに沿った液晶表示パネルを示す他の断面図である。 図１１は、上記実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの変形例を示す断面図である。

以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの構成を示す斜視図である。本実施形態では、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれと互いに直交している。
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。

液晶表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２とを備えている。本実施形態において、第１基板ＳＵＢ１はアレイ基板として機能し、第２基板ＳＵＢ２は対向基板として機能している。液晶表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡと、を備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の主画素ＭＰＸを備えている。主画素ＭＰＸは、後述する３個の副画素のグループに相当する。

バックライトユニットＢＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面に配置されている。このような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。駆動部３は、第１基板ＳＵＢ１に実装されている。フレキシブル基板１は、液晶表示パネルＰＮＬと制御モジュールＣＭとを接続している。フレキシブル基板２は、バックライトユニットＢＬと制御モジュールＣＭとを接続している。
このような構成の液晶表示装置ＤＳＰは、バックライトユニットＢＬから液晶表示パネルＰＮＬに入射する光を各副画素で選択的に透過することによって画像を表示する、いわゆる透過型の液晶表示装置に相当する。

以下の説明において、第１基板ＳＵＢ１から第２基板ＳＵＢ２に向かう方向を上方、第２基板ＳＵＢ２から第１基板ＳＵＢ１に向かう方向を下方とする。このため、第３方向Ｚはここで言う上方である。また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。また、本実施形態においては、第２基板ＳＵＢ２から第１基板ＳＵＢ１を見ることを平面視と定義する。

図２は、液晶表示パネルＰＮＬを示す断面図である。
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２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１の上方に位置し第１基板ＳＵＢ１に所定の間隔を置いて対向配置されている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の詳細については後述するが、ここでは、第１基板ＳＵＢ１の一部を説明する。

第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０、カラーフィルタＣＦＲ、オーバーコート膜ＯＣ、無機膜ＩＬ、半導体層ＳＣなどを備えている。
第１絶縁基板１０は、カラーフィルタＣＦＲの下に位置している。第１絶縁基板１０は、透明な絶縁材料で形成され、一例では無機材料としてホウケイ酸ガラスなどのガラスで形成されている。本実施形態において、第１絶縁基板１０は、ガラスで形成されたガラス基板である。第１絶縁基板１０の上面は、無機層上面として機能している。

カラーフィルタＣＦＲは、第１絶縁基板１０の上に形成されている。カラーフィルタＣＦＲは、表示領域ＤＡに設けられている。本実施形態において、平面視にて、カラーフィルタＣＦＲと重なる領域を第１領域Ａ１、第１領域Ａ１を取囲む領域を第２領域Ａ２、とする。第１領域Ａ１は概ね表示領域ＤＡに相当し、第２領域Ａ２は概ね非表示領域ＮＤＡに相当している。

カラーフィルタＣＦＲは、遮光層ＳＨと、複数色の色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３と、を備えている。カラーフィルタＣＦＲは、例えば、第１色の色層ＣＦ１、第２色の色層ＣＦ２、及び第３色の色層ＣＦ３を備えている。色層ＣＦ１と色層ＣＦ２との隣接部分、色層ＣＦ２と色層ＣＦ３との隣接部分、色層ＣＦ３と色層ＣＦ１との隣接部分は、それぞれ遮光層ＳＨの上に位置している。
ここで、カラーフィルタＣＦＲの第１絶縁基板１０に接する面を底面Ｓａ、カラーフィルタＣＦＲの底面Ｓａと反対側の面を上面Ｓｂ、平面視にてカラーフィルタＣＦＲの輪郭に沿った面を外周面Ｓｃ、とする。

オーバーコート膜ＯＣは、カラーフィルタＣＦＲの上に設けられている。オーバーコート膜ＯＣは、有機質の絶縁材料で形成されている。オーバーコート膜ＯＣは、必要に応じて設けられていればよい。オーバーコート膜ＯＣを利用する場合、オーバーコート膜ＯＣは、少なくともカラーフィルタＣＦＲの上面Ｓｂの上に設けられていればよい。本実施形態において、オーバーコート膜ＯＣは、カラーフィルタＣＦＲの上面Ｓｂの全域及び外周面Ｓｃの全域に接し、カラーフィルタＣＦＲの全体を覆っている。

無機膜ＩＬは、第１絶縁基板１０、カラーフィルタＣＦＲ及びオーバーコート膜ＯＣの上方に形成されている。本実施形態において、無機膜ＩＬは、オーバーコート膜ＯＣの表面の全体に接し、第２領域Ａ２（非表示領域ＮＤＡ）の全周にわたって第１絶縁基板１０の上面の上に形成されている。第２領域Ａ２にて、無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲの外側に形成されている。無機膜ＩＬは、第２領域Ａ２（非表示領域ＮＤＡ）の全周にわたって隙間無しに第１絶縁基板１０の上面に接している。無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲの上面Ｓｂ及び外周面Ｓｃを覆っている。
複数の半導体層ＳＣは、無機膜ＩＬの上方に形成されている。本実施形態において、複数の半導体層ＳＣは、無機膜ＩＬの上に形成されている。

シール材ＳＥは、非表示領域ＮＤＡに配置され、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを貼り合わせている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。第１光学素子ＯＤ１は、第１基板ＳＵＢ１の液晶層ＬＣに接する面の反対側に配置されている。第２光学素子ＯＤ２は、第２基板ＳＵＢ２の液晶層ＬＣに接する面の反対側に配置されている。第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、それぞれ偏光板を備えている。なお、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、位相差板などの他の光学素子を含んでいてもよい。

図３は、図１及び図２に示した液晶表示パネルＰＮＬの一部を示す拡大断面図であり、第１絶縁基板１０、カラーフィルタＣＦＲ、オーバーコート膜ＯＣ、及び無機膜ＩＬを示す図である。
無機膜ＩＬは、無機の材料で形成される少なくとも１層の無機層を有している。その無機の材料としては、シリコン窒化物、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物などの無機の透明な絶縁材料を利用することができる。本実施形態において、無機膜ＩＬは、第１無機層としての絶縁層１１、及び第２無機層としての絶縁層１２を有している。

絶縁層１１は、シリコン窒化物で形成されている。このため、無機膜ＩＬは、シリコン窒化物で形成された絶縁層１１を含む複数の無機層の積層体で形成されている。絶縁層１１は、無機膜ＩＬを構成する複数の無機層のうち最も下に位置している。絶縁層１１は、オーバーコート膜ＯＣの表面の全体に接し、第２領域Ａ２（非表示領域ＮＤＡ）の全周にわたって第１絶縁基板１０の上面の上に形成されている。第２領域Ａ２にて、絶縁層１１は、カラーフィルタＣＦＲの外側に形成されている。

絶縁層１２は、シリコン酸化物で形成されている。絶縁層１２は、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２にて、絶縁層１１の上に形成されている。
上述したように、無機膜ＩＬは少なくとも１層の無機層を有していればよい。これにより、無機膜ＩＬは、第１絶縁基板１０とともにカラーフィルタＣＦＲへの水分や空気の浸入を抑制することができる。そして、カラーフィルタＣＦＲに水分や空気が浸入した場合に生じ得る不具合の発生を抑制することができる。例えば、液晶表示装置ＤＳＰの製造過程において、無機膜ＩＬを形成した後に、温度の高い環境下や、湿度の高い環境下にカラーフィルタＣＦＲなどが置かれても、カラーフィルタＣＦＲの色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の酸化を抑制することができる。この場合、色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の退色を抑制することができる。

さらに、無機膜ＩＬは、少なくともシリコン窒化物で形成された無機層を有していた方が望ましい。
又は、無機膜ＩＬが１層の無機層で形成される場合、その無機層はシリコン窒化物で形成されている方が望ましい。
又は、無機膜ＩＬがシリコン窒化物で形成された無機層を含む複数の無機層の積層体で形成される場合、シリコン窒化物で形成された無機層は、積層体の最も下に位置していた方が望ましい。
又は、無機膜ＩＬにおいて、シリコン窒化物で形成された無機層が積層体の最も下に位置していない場合、シリコン窒化物で形成された無機層は、第２領域Ａ２の全周にわたって隙間無しに第１絶縁基板１０の上面に接していた方が望ましい。
上記のように無機膜ＩＬをいくつか例示したように、望ましい無機膜ＩＬを利用した方が、カラーフィルタＣＦＲへの水分や空気の浸入を、一層、抑制することができる。

図４は、図１から図３に示した第１基板ＳＵＢ１を示す平面図であり、第１絶縁基板１０、カラーフィルタＣＦＲ、及び無機膜ＩＬを示す図である。図中、無機膜ＩＬには斜線を付している。
図４に示すように、カラーフィルタＣＦＲの輪郭は、サイズ及び形状に関して、表示領域ＤＡに対応している。本実施形態に係る表示領域ＤＡの形状は、矩形状であるが、これに限定されるものではない。表示領域ＤＡの形状は、円形などの矩形状と異なる形状であってもよい。カラーフィルタＣＦＲの輪郭は概ね矩形状である。カラーフィルタＣＦＲの外周面Ｓｃは、表示領域ＤＡの４辺に一対一で対応した４つの側面を有している。

平面視にて、無機膜ＩＬは、第１領域Ａ１と、第２領域Ａ２と、にわたって設けられている。無機膜ＩＬは、第１絶縁基板１０の端まで広げられ、第１絶縁基板１０のサイズと同一のサイズを有している。
本実施形態において、無機膜ＩＬは、第１領域Ａ１の全体に隙間無しに重ねられ、第２領域Ａ２の全周にわたって隙間無しに重ねられている。上記のことから、平面視にて、無機膜ＩＬには開口が形成されていない。また、平面視にて、無機膜ＩＬは、互いに間隔を置いて位置した複数の分割部で形成されていない。

図５は、液晶表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡにおける画素配列の一例を示す図である。図５には、２種類の単位画素ＵＰＸ１及び単位画素ＵＰＸ２を示している。
図５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ＰＸＧ１及び副画素ＰＸＢ１を含んでいる。単位画素ＵＰＸ２は、副画素ＰＸＲ２、副画素ＰＸＧ２及び副画素ＰＸＢ２を含んでいる。

副画素ＰＸＲ１及び副画素ＰＸＲ２は、第１色の副画素であり、第１色の色層ＣＦ１を備えている。副画素ＰＸＧ１及び副画素ＰＸＧ２は、第１色とは異なる第２色の副画素であり、第２色の色層ＣＦ２を備えている。副画素ＰＸＢ１及び副画素ＰＸＢ２は、第１色及び第２色とは異なる第３色の副画素であり、第３色の色層ＣＦ３を備えている。一例では、第１色が赤色であり、第２色が緑色であり、第３色が青色である。色層ＣＦ１乃至ＣＦ３は、それぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。

但し、単位画素ＵＰＸ１及び単位画素ＵＰＸ２は、赤色、緑色及び青色以外の色を表示する副画素を含んでいてもよいし、赤色、緑色及び青色の副画素を他の色の副画素に置換してもよい。

本明細書では、一例として、３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの波長範囲の光を「可視光」として定義する。「青色」は、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の第１波長範囲内に透過率ピークを有する色と定義する。「緑色」は、４９０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の第２波長範囲内に透過率ピークを有する色と定義する。「赤色」は、５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の第３波長範囲内に透過率ピークを有する色と定義する。

単位画素ＵＰＸ１は、第１方向Ｘに繰り返し配置されている。同様に、単位画素ＵＰＸ２は、第１方向Ｘに繰り返し配置されている。第１方向Ｘに並ぶ単位画素ＵＰＸ１の列と、第１方向Ｘに並ぶ単位画素ＵＰＸ２の列は、第２方向Ｙに交互に繰り返し配置されている。

色層ＣＦ１乃至ＣＦ３については、それぞれ上記の副画素のレイアウトに従って配置され、また、それぞれの副画素のサイズに応じた面積を有している。本実施形態において、色層ＣＦ１乃至ＣＦ３は、それぞれストライプ状に形成され、屈曲しつつ第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに並べられている。

また、上記の副画素の形状は、図示したような略平行四辺形の例に限らず、正方形や例えば第２方向Ｙに延在した長方形などであってもよい。
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６は、第１基板ＳＵＢ１の構成を示す平面図である。
図６に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、走査線Ｇ、信号線Ｓ、画素電極ＰＥ、画素スイッチング素子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。

複数の走査線Ｇは、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに間隔を置いて並んでいる。この実施形態において、走査線Ｇは、第１方向Ｘに直線的に延在している。複数の信号線Ｓは、表示領域ＤＡにおいて、第２方向Ｙに延在し、複数の走査線Ｇと交差し、第１方向Ｘに間隔を置いて並んでいる。なお、信号線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、一部が屈曲していたり、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに交差する方向に延出していたりしてもよい。画素電極ＰＥ及び画素スイッチング素子ＰＳＷは、各副画素ＰＸに配置されている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、画素スイッチング素子ＰＳＷと電気的に接続されている。

図示した例において、３個の副画素ＰＸＲ１，ＰＸＧ１，ＰＸＢ１を含む単位画素ＵＰＸ１には、３本の信号線Ｓと、１本の走査線Ｇとが割り当てられている。一方、３個の副画素ＰＸＲ２，ＰＸＧ２，ＰＸＢ２を含む単位画素ＵＰＸ２にも、３本の信号線Ｓと、１本の走査線Ｇとが割り当てられている。

第１駆動回路ＤＲ１及び第２駆動回路ＤＲ２は、非表示領域ＮＤＡに配置されている。第１駆動回路ＤＲ１は、非表示領域ＮＤＡに引き出された走査線Ｇと電気的に接続されている。第２駆動回路ＤＲ２は、非表示領域ＮＤＡに引き出された信号線Ｓと電気的に接続されている。第１駆動回路ＤＲ１は、各走査線Ｇに制御信号を出力する。第２駆動回路ＤＲ２は、各信号線Ｓに画像信号（例えば、映像信号）を出力する。

図７は、第１基板ＳＵＢ１の一部を拡大して示す平面図であり、走査線Ｇ、信号線Ｓ、画素スイッチング素子ＰＳＷ、第２電極Ｅ２、コンタクトホールＣＨ及び画素電極ＰＥを示す図である。なお、図７では、説明に必要な構成のみを図示しており、カラーフィルタＣＦＲ、無機膜ＩＬなどの図示を省略している。

図７に示すように、複数の走査線Ｇは、第１方向Ｘに延出し、直線状に形成されている。なお、走査線Ｇは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。複数の信号線Ｓは、概ね第２方向Ｙに延出し、その一部が屈曲している。図示した例では、隣合う２本の走査線Ｇの間においては、信号線Ｓは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは異なる方向に延出している。なお、信号線Ｓは、第２方向Ｙに沿った直線状に形成されていてもよい。図中において、副画素ＰＸは、隣合う２本の走査線Ｇと、隣合う２本の信号線Ｓによって区画される領域に相当する。

画素スイッチング素子ＰＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。画素スイッチング素子ＰＳＷの詳細については後述する。第２電極Ｅ２は、画素スイッチング素子ＰＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、図中に破線で示したように、各副画素ＰＸに配置されている。画素電極ＰＥは、第２電極Ｅ２と電気的に接続されている。図示した例では、画素電極ＰＥは、２本の帯状電極ＥＡを有している。帯状電極ＥＡは、第１方向に隣合う信号線Ｓの部分と略平行に延出している。平面視において、コンタクトホールＣＨは、第２電極Ｅ２と画素電極ＰＥとの両方に重ねられている。コンタクトホールＣＨは、画素電極ＰＥを第２電極Ｅ２に電気的に接続するために利用される。

図８は、上記第１基板ＳＵＢ１の一部を拡大して示す他の平面図であり、遮光層ＳＨ、走査線Ｇ、信号線Ｓ、画素スイッチング素子ＰＳＷ、第２電極Ｅ２及びコンタクトホールＣＨを示す図である。図中、遮光層ＳＨのみを実線で示している。
図８に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、遮光層ＳＨを備えている。遮光層ＳＨは、複数の第１遮光部ＳＨ１と、複数の第２遮光部ＳＨ２とが一体となって形成されている。遮光層ＳＨは、副画素ＰＸを区画するように形成されている。

第１遮光部ＳＨ１は、平面視において、走査線Ｇに沿って延在し、走査線Ｇに重なっている。本実施形態において、第１遮光部ＳＨ１は、帯状に形成され、走査線Ｇ、第１方向Ｘに並ぶ複数の画素スイッチング素子ＰＳＷ及び第１方向Ｘに並ぶ複数の第２電極Ｅ２と重なっている。

第２遮光部ＳＨ２は、平面視において、信号線Ｓに沿って延在し、信号線Ｓに重なっている。
遮光層ＳＨは、少なくともバックライトユニットＢＬから照射される光を遮蔽する機能を有している。遮光層ＳＨは、黒色の樹脂などの光吸収率の高い材料で形成されている。又は、遮光層ＳＨは、金属などの光反射率の高い材料で形成されている。

図９は、図７の線ＩＸ−ＩＸに沿った液晶表示パネルＰＮＬを示す断面図である。
図９に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０、カラーフィルタＣＦＲ、絶縁層１１，１２，１３，１４，１５，１６、信号線Ｓ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、配向膜ＡＬ１などを備えている。

絶縁層１１〜１６は、いずれも透明である。絶縁層１１〜１４及び１６は、無機絶縁層である。一例では、絶縁層１３，１４，１６は、シリコン窒化物、シリコン酸化物で形成されている。絶縁層１５は、透明な有機絶縁層であり、一例ではアクリル樹脂などの樹脂製である。絶縁層１１は、第１絶縁基板１０及びカラーフィルタＣＦＲの上方に位置している。絶縁層１２は、絶縁層１１の上に位置している。絶縁層１３は、絶縁層１２の上に位置している。絶縁層１４は、絶縁層１３の上に位置している。
信号線Ｓは、絶縁層１４の上に位置している。色層ＣＦ１と色層ＣＦ２との隣接部分、及び色層ＣＦ２と色層ＣＦ３との隣接部分は、それぞれ別の信号線Ｓの下方に位置している。
絶縁層１５は、絶縁層１４及び信号線Ｓの上に位置している。

共通電極ＣＥは、絶縁層１５の上に位置している。共通電極ＣＥは、複数の副画素にわたって延在している。図示した例では、共通電極ＣＥは、信号線Ｓの上方で途切れることなく、絶縁層１５の直上に延在している。
絶縁層１６は、共通電極ＣＥの上に位置している。

画素電極ＰＥは、絶縁層１６の上に位置している。画素電極ＰＥは、各副画素に配置されている。
配向膜ＡＬ１は、絶縁層１６、及び画素電極ＰＥを覆っている。
液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１の上に位置している。液晶層ＬＣは、正の誘電率異方性を有するポジ型の液晶材料で形成されていてもよいし、負の誘電率異方性を有するネガ型の液晶材料で形成されていてもよい。

第２基板ＳＵＢ２は、液晶層ＬＣの上に位置している。第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０、配向膜ＡＬ２などを備えている。第２絶縁基板２０は、透明な絶縁材料で形成され、一例では無機材料としてホウケイ酸ガラスなどのガラスで形成されている。本実施形態において、第２絶縁基板２０は、ガラスで形成されたガラス基板である。配向膜ＡＬ２は、第２絶縁基板２０の下に形成されている。

図１０は、図７の線Ｘ−Ｘに沿った液晶表示パネルＰＮＬを示す他の断面図である。ここでは、主に図９に示した断面図とは異なる部分について説明する。
図１０に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、画素スイッチング素子ＰＳＷを備えている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。半導体層ＳＣは、絶縁層１２と絶縁層１３との間に位置している。

半導体層ＳＣは、多結晶シリコンで形成されているが、アモルファスシリコン、酸化物半導体などによって形成されていてもよい。酸化物半導体としては、インジウム、ガリウム及び亜鉛の少なくとも１つを含む酸化物が好適に用いられる。酸化物半導体の体表的な例としては、例えば、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）、酸化インジウムガリウム（ＩＧＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛スズ酸化物（ＺｎＳｎＯ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、及び透明アモルファス酸化物半導体（ＴＡＯＳ）などが挙げられる。
カラーフィルタＣＦＲに与える熱的影響を考慮すると、半導体層ＳＣは酸化物半導体で形成されていた方が望ましい。酸化物半導体を利用する方が、多結晶シリコンを利用する場合より、低温の環境下にて半導体層ＳＣを形成することができるためである。

走査線Ｇの一部である２つのゲート電極ＧＥは、絶縁層１３と絶縁層１４との間に位置している。走査線Ｇは、金属材料として、例えばモリブデンタングステン合金で形成されている。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、絶縁層１４と絶縁層１５との間に位置している。第１電極Ｅ１は、信号線Ｓと一体に形成されている。第１電極Ｅ１（信号線Ｓ）及び第２電極Ｅ２は、金属材料で形成されている。第１電極Ｅ１（信号線Ｓ）及び第２電極Ｅ２は、一例では、チタン、アルミニウム、及びチタンの順に積層した金属製である。

第１電極Ｅ１は、絶縁層１３，１４に形成されたコンタクトホールを通って半導体層ＳＣの第１領域に接触している。第２電極Ｅ２は、絶縁層１３，１４に形成された他のコンタクトホールを通って半導体層ＳＣの第２領域に接触している。第１電極Ｅ１がソース電極として機能し、第２電極Ｅ２がドレイン電極として機能する場合、半導体層ＳＣの第１領域がソース領域として機能し、半導体層ＳＣの第２領域がドレイン領域として機能する。又は、第１電極Ｅ１がドレイン電極として機能し、第２電極Ｅ２がソース電極として機能する場合、半導体層ＳＣの第１領域がドレイン領域として機能し、半導体層ＳＣの第２領域がソース領域として機能する。

本実施形態に係る画素スイッチング素子ＰＳＷは、トップゲート型の薄膜トランジスタで形成されている。しかし、画素スイッチング素子ＰＳＷは、ボトムゲート型の薄膜トランジスタで形成されていてもよい。
また、本実施形態に係る画素スイッチング素子ＰＳＷは、ダブルゲート構造を有している。しかし、画素スイッチング素子ＰＳＷは、シングルゲート構造を有していてもよい。

画素電極ＰＥは、絶縁層１５に形成されたコンタクトホールＣＨ及び絶縁層１６に形成されたコンタクトホールを通り、第２電極Ｅ２に接触している。
共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥは、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Zinc Oxide：ＺｎＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。

上記のような第１基板ＳＵＢ１は、各色の画素毎に、画素電極ＰＥと、色層ＣＦ１〜ＣＦ３の何れかと、を備えている。また、画素電極ＰＥとカラーフィルタＣＦＲとの間に液晶層ＬＣが介在せず、画素電極ＰＥとカラーフィルタＣＦＲとが接近して配置される。このため、混色を防止することが可能となる。

上記のように構成された実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰによれば、液晶表示パネルＰＮＬは、カラーフィルタＣＦＲと、無機膜ＩＬと、半導体層ＳＣと、を備えている。カラーフィルタＣＦＲは、第１絶縁基板１０の上に形成されている。無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲの上方に形成されている。半導体層ＳＣは、無機膜ＩＬの上方に形成されている。平面視にて、無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲと重なる第１領域Ａ１と、第１領域Ａ１を取囲む第２領域Ａ２と、にわたって設けられている。第２領域Ａ２の全周にわたって、無機膜ＩＬは、第１絶縁基板１０の上面（無機層上面）の上に形成されている。第２領域Ａ２にて、無機膜ＩＬは、カラーフィルタＣＦＲの外側に形成されている。

無機膜ＩＬは、第１絶縁基板１０とともにカラーフィルタＣＦＲへの水分や空気の浸入を抑制し、色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の酸化を抑制することができる。色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の退色を抑制することができるため、高色純度を有する液晶表示パネルＰＮＬを形成することができる。液晶表示パネルＰＮＬの製造後においても、長期にわたって、色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３に退色の生じ難い液晶表示パネルＰＮＬを得ることができる。

また、液晶表示パネルＰＮＬは、画素スイッチング素子ＰＳＷと、絶縁層１５と、コンタクトホールＣＨと、画素電極ＰＥと、をさらに備えている。画素スイッチング素子ＰＳＷは、半導体層ＳＣを含んでいる。絶縁層１５は、画素スイッチング素子ＰＳＷの上方に位置し有機材料で形成されている。絶縁層１５にはコンタクトホールＣＨが形成されている。画素電極ＰＥは、絶縁層１５の上方に形成されコンタクトホールＣＨを通って画素スイッチング素子ＰＳＷに接続されている。

上記のように、本実施形態に係るカラーフィルタＣＦＲは、画素スイッチング素子ＰＳＷの下方に位置し、画素スイッチング素子ＰＳＷの上方に位置していない。すなわち、コンタクトホールＣＨは絶縁層１５に形成され、色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３にコンタクトホールを形成しなくともよい。

例えば、絶縁層１５の厚みを色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３の厚みより小さくすることができ、この場合、平面視におけるコンタクトホールＣＨのサイズの小型化を図ることができる。
また、絶縁層１５は、色層ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３と異なり、透明な樹脂で形成されるため、露光の際に光が通り易く、樹脂を変質させ易い。このことからも、平面視におけるコンタクトホールＣＨのサイズの小型化を図ることができる。
液晶層ＬＣにおいて、コンタクトホールＣＨの上方に配向不良が生じる範囲を縮小することができる。これにより、配向不良に起因した光漏れを抑制することができるため、高コントラスト比を有する液晶表示パネルＰＮＬを得ることができる。

その他、カラーフィルタＣＦＲは、第２基板ＳＵＢ２側ではなく第１基板ＳＵＢ１側に設けられている。このため、高精細な液晶表示パネルＰＮＬであっても、開口率の低下を抑制しつつ、混色の発生を抑制することができる。
上記のことから、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。

本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、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。上記新規な実施形態は、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。上記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。

例えば、図１１に示すように、第１絶縁基板１０は、有機材料として、プラスチックなどの樹脂で形成されていてもよい。この変形例では、第２絶縁基板２０も、有機材料として、プラスチックなどの樹脂で形成されている。
無機膜Ｉ１は、第１絶縁基板１０の上に形成され、第１絶縁基板１０を覆っている。無機膜Ｉ１は、１層の無機層又は複数層の無機層の積層体で形成されている。この変形例において、無機膜Ｉ１の上面は、無機層上面として機能している。カラーフィルタＣＦＲは、無機膜Ｉ１の上面の上に形成されている。無機膜ＩＬは、第２領域Ａ２の全周にわたって隙間無しに無機膜Ｉ１の上面に接している。
無機膜Ｉ２は、第２絶縁基板２０の下に形成され、第２絶縁基板２０を覆っている。無機膜Ｉ２は、１層の無機層又は複数層の無機層の積層体で形成されている。
上記の変形例においても、無機膜ＩＬは、無機膜Ｉ１とともにカラーフィルタＣＦＲへの水分や空気の浸入を抑制することができ、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

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。

ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＬＣ…液晶層、１０…第１絶縁基板、ＩＬ，Ｉ１…無機膜、ＣＦＲ…カラーフィルタ、ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３…色層、ＳＨ…遮光層、Ｓａ…底面、Ｓｂ…上面、Ｓｃ…外周面、１１，１２，１３，１４，１５，１６…絶縁層、ＣＨ…コンタクトホール、ＰＳＷ…画素スイッチング素子、ＳＣ…半導体層、ＰＥ…画素電極、ＤＡ…表示領域、ＮＤＡ…非表示領域、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域。

Claims (7)

1. 無機層の上に形成されたカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタの上方に形成された無機膜と、
   前記無機膜の上方に形成された半導体層と、を備え、
   平面視にて、前記無機膜は、前記カラーフィルタと重なる第１領域と、前記第１領域を取囲む第２領域と、にわたって設けられ、
   前記第２領域にて、前記無機膜は、前記カラーフィルタの外側に形成されている、
   液晶表示装置。
2. 前記無機膜は、シリコン窒化物で形成された第１無機層を有している、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記無機膜は、シリコン窒化物で形成された第１無機層を含む複数の無機層の積層体で形成されている、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１無機層は、前記複数の無機層のうち最も下に位置している、
   請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記カラーフィルタの下に位置しガラスで形成された絶縁基板をさらに備え、
   前記無機層の上面は、前記絶縁基板の上面である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記半導体層を含む画素スイッチング素子と、
   前記画素スイッチング素子の上方に位置し有機材料で形成された絶縁層と、
   前記絶縁層に形成されたコンタクトホールと、
   前記絶縁層の上方に形成され前記コンタクトホールを通って前記画素スイッチング素子に接続された画素電極と、をさらに備える、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記カラーフィルタ、前記無機膜、及び前記半導体層を備える第１基板と、
   前記第１基板の上方に位置し前記第１基板に間隔を置いて対向配置された第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、を備える、
   請求項１に記載の液晶表示装置。

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