JP2017161853A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示品位の低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】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基板と第2基板との間に配置された液晶層と、第1方向に延在する第1遮光部と、第2方向に延在し前記第1遮光部と交差する第2遮光部と、を有する遮光層と、前記第1基板と第2基板との間の間隙を保持するスペーサと、を備え、前記スペーサは、平面視で、前記第1遮光部と第2遮光部とが交差する交差領域に重畳し、前記遮光層の外側に露出する露出領域を有している、液晶表示装置。【選択図】 図3

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、一対の基板間の間隙を保持するために、例えば柱状スペーサを備えている。柱状スペーサは、基板との密着性を向上させるため、例えば画素電極と重なっている。しかし、柱状スペーサの近傍では液晶分子の配向が乱れるため、柱状スペーサおよびその周囲に重畳する様に遮光層が配置され、開口部の面積が減少する。
特開2003−215553号公報 特開2012−181441号公報
本実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
本実施形態によれば、
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基板と第2基板との間に配置された液晶層と、第1方向に延在する第1遮光部と、第2方向に延在し前記第1遮光部と交差する第2遮光部と、を有する遮光層と、前記第1基板と第2基板との間の間隙を保持するスペーサと、を備え、前記スペーサは、平面視で、前記第1遮光部と第2遮光部とが交差する交差領域に重畳し、前記遮光層の外側に露出する露出領域を有している、液晶表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
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基板と第2基板との間に配置された液晶層と、第1方向に延在する第1遮光部と、第2方向に延在する第2遮光部及び第3遮光部と、前記第1遮光部と前記第2遮光部とが交差する第1交差領域と、前記第1遮光部と前記第3遮光部とが交差する第2交差領域と、を有する遮光層と、平面視で前記第1交差領域と重畳する第1スペーサと、平面視で前記第2交差領域と重畳する第2スペーサとを有し、前記第1基板と第2基板との間の間隙を保持するスペーサと、を備え、前記第1スペーサは、平面視で前記遮光層の外側に露出する第1露出領域を有し、前記第2スペーサは、平面視で前記遮光層の外側に露出する第2露出領域を有し、前記第1露出領域は、前記第2方向の順方向で前記第1遮光部に隣接し、前記第2露出領域は、前記第2方向の逆方向で前記第1遮光部に隣接している、液晶表示装置が提供される。
図1は、表示装置の断面を示した図である。 図2は、平面視した表示パネルを示した図である。 図3は、互いの中心が平面視で一致する様に配置された交差領域およびスペーサを示した図である。 図4は、遮光層およびスペーサの幅を示した図である。 図5は、互いの中心が平面視で離れる様に配置された交差領域およびスペーサを示した図である。 図6は、表示パネルの構成を示した断面図である。 図7Aは、スペーサの中心が交差領域の中心に対してずれている場合の、表示パネルの拡大断面図である。 図7Bは、電子顕微鏡で撮影したスペーサの断面の一例である。 図8は、図7Aに示した表示パネルを平面視した場合の画素電極およびスペーサを示した図である。 図9は、露出領域、中間領域、および重畳領域を示した図である。 図10は、スペーサの中心が交差領域の中心に平面視で一致している場合の、表示パネルの拡大断面図である。 図11は、図10に示した表示パネルを平面視した場合の画素電極およびスペーサを示した図である。 図12は、スペーサ密度とスペーサ露出密度との関係を示したグラフである。 図13は、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図14は、図13よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図15は、図13よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図16は、図15よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図17は、図15よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図18は、図17よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。 図19は、第2基板側からスペーサが突出している場合の表示パネルの断面を示す図である。 図20は、表示パネルの構成を示す図である。 図21は、単位画素の構成を示す図である。 図22は、図21に示した単位画素に対応する遮光層の構成を示す図である。 図23は、図21に示した単位画素に対応するスペーサの配置例を示す図である。
以下、本実施形態について、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。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適宜省略することがある。
本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適用可能である。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、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。
図1は、表示装置の断面を示した図である。なお、第1方向Xは、例えば表示パネルPNLの短辺に沿った方向である。第2方向Yは、第1方向Xと交差する方向であり、例えば表示パネルPNLの長辺に沿った方向である。第3方向Zは、第1方向Xおよび第2方向Yと交差する方向であり、例えば表示パネルPNLの法線方向である。図示した例では、第1方向Xと第2方向Yとは、互いに直交しており、第3方向Zは、第1方向Xおよび第2方向Yと直交している。なお、第1方向Xと第2方向Yとは、直交とは異なる角度で交差している構成も採用可能である。
表示装置DSPは、表示領域DAと、表示領域DAの外側に位置する非表示領域NDAと、を有する表示パネルPNLを備えている。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、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に配置された液晶層LCと、を備えている。第2基板SUB2は、第3方向Zに間隙Gを置いて第1基板SUB1と対向しており、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間にはスペーサSPおよびシール材SEが備えられている。スペーサSPは、表示領域DA内に一定の間隔を置いて並べられており、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間の間隙Gを保持している。スペーサSPは、例えば、アクリル樹脂などのフォトレジストによって形成されている。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とを接着している。シール材SEは、例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などで形成されている。液晶層LCは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、及びシール材SEに包囲された空間に充填されている。
図2は、平面視した表示パネルを示した図である。平面視とは、第3方向Zの順方向から逆方向を観察した状態である。或いは、表示領域DAの表面に対する法線方向に視点を設け、当該視点から表示領域DAを視認することを平面視という。なお、第3方向Zに限らず第1乃至第3方向X,Y,Zにおいて、順方向とは矢印の先端が指す方向であり、逆方向とは矢印の先端が指す方向とは反対の方向であるものとする。
平面視した場合の表示パネルPNLの形状は、図示した例では長方形状であるが、特に限定されるものではなく、菱型や台形などの図示した例とは異なる四角形状であってもよく、三角形や五角形などの他の多角形状であってもよい。平面視した場合の表示パネルPNLの形状は、円形(楕円形)や扇形などの曲線を含む形状であってもよい。また、平面視した場合の表示領域DAの形状も、図示した例では長方形状であるが、特に限定されるものではなく、四角形状以外の多角形状や円形や楕円形等の曲線を含む形状であってもよい。
表示パネルPNLは、遮光層SHを備えている。遮光層SHは、例えば黒色樹脂を含んで形成されており、光の反射および透過を抑制する。遮光層SHは、非表示領域NDAに配置された周辺遮光層PRPと、表示領域DAに線状に形成された複数本の遮光部SH1,SH2と、を有している。複数本の遮光部SH1は夫々、第1方向Xに延在し、第2方向Yに間隔を置いて並んでいる。複数本の遮光部SH2は夫々、第2方向Yに延在し遮光部SH1と交差しており、第1方向Xに間隔を置いて並んでいる。遮光部SH1とSH2とは格子状に配置されており、互いに隣り合う一対の遮光部SH1および一対のSH2によって開口部APが規定される。表示パネルPNLに入射する光は、遮光層SHで遮光され、開口部APを透過する。開口部APは、例えば、第1方向Xおよび第2方向Yにマトリクス状に並んでいる。
図3は、互いの中心が平面視で一致する様に配置された交差領域およびスペーサを示した図である。
スペーサSPは、遮光層SHと重畳している。スペーサSPは、平面視で、遮光部SH1と遮光部SH2とが交差する交差領域CRに重畳し、遮光層SHの外側に露出する露出領域ERを有している。図示した例では、平面視で、スペーサSPの中心CSPは、交差領域CRに重畳しており、スペーサSPは、4つの露出領域ER1,ER2,ER3,ER4を有している。露出領域ER1乃至ER4は、平面視で、それぞれ対応する開口部APに重畳している。中心CSPは、平面視で、交差領域CRの中心CCRと重畳していてもよく、離間していてもよい。このとき、中心CSPは、スペーサSPの端縁EDで規定される図形の幾何学的な重心である。端縁EDは、スペーサSPの平面視における最外周に相当する。スペーサSPが底面と底面よりも面積が小さい頂面とを有するテーパ状に形成されている場合、端縁EDは、スペーサSPの底面の端部に相当する。また、中心CCRは、遮光部SH1の中心軸AX1と遮光部SH2の中心軸AX2との交点である。中心軸AX1は、遮光部SH1の第2方向Yの中間点を結び第1方向Xに延在する仮想線であり、中心軸AX2は、遮光部SH2の第1方向Xの中間点を結び第2方向Yに延在する仮想線である。
露出領域ER1は、第1方向Xで遮光部SH2を挟んで露出領域ER2と対向し、第2方向Yで遮光部SH1を挟んで露出領域ER3と対向している。露出領域ER4は、第1方向Xで遮光部SH2を挟んで露出領域ER3と対向し、第2方向Yで遮光部SH1を挟んで露出領域ER2と対向し、交差領域CRを挟んで露出領域ER1と対向している。
図4は、遮光層およびスペーサの幅を示した図である。
スペーサSPの第1方向Xの幅W12は、第2遮光部SH2の第1方向Xの幅W11よりも大きく、スペーサSPの第2方向Yの幅W22は、第1遮光部SH1の第2方向Yの幅W21よりも大きい。幅W12およびW22は、それぞれ端縁EDで規定される図形の第1方向Xの最大幅および第2方向Yの最大幅に相当する。図示した例では、端縁EDで規定される図形は円形状であり、幅W12およびW22は互いに等しく、端縁EDで規定される円の直径に相当する。幅W11およびW21は、例えば、それぞれ交差領域CRの第1方向Xの最大幅および第2方向Yの最大幅に相当する。遮光層SHは、露出領域ER1乃至ER4に対応する領域を遮光するための遮光部を備えていない。図示した例において、遮光部SH1の第2方向Yの幅W21は、いずれの位置においても一様である。また、遮光部SH2の第1方向Xの幅W11も、図示した例では、いずれの位置においても一様である。すなわち、幅W21及びW11の大きさは、それぞれ、交差領域CRに近接する位置であっても、交差領域CRから離間する位置であっても等しい。
夫々の開口部APのうち表示に寄与する有効表示領域の面積は、夫々の開口部APの面積から夫々の露出領域ER(ER1,ER2,ER3,又はER4)の面積を差し引いたものとなる。また、露出領域ER1乃至ER4近傍では液晶層LCの液晶組成物の配向が乱れてコントラストが低下する恐れがあるので、1つのスペーサSPが有する露出領域ERの総面積は、小さいことが望ましい。このため、表示領域DAに対する開口部APの面積比を表す開口率を向上させる観点から遮光部SH1,SH2の幅W11,W21は小さいことが望ましいが、幅W11,W21の狭小化に比例してスペーサSPの幅W12,W22も小さいことが望ましい。
図5は、互いの中心が平面視で離れる様に配置された交差領域およびスペーサを示した図である。
平面視での交差領域CRの中心CCRに対するスペーサSPの中心CSPのズレを変位DPと表すものとする。図示した例では、変位DPの向きは、第1方向Xの逆方向であり、変位DPの大きさは、スペーサSPの半径よりも小さい。このとき、開口部APの面積に対して露出領域ER1の面積が占める割合を抑制する観点から、スペーサSPは、少なくとも交差領域CRと重畳していることが望ましく、更に望ましくは中心CCRと重畳している。言い換えると、変位DPの大きさは、(W12+W11)/2よりも小さいことが望ましく、更に望ましくは(W12)/2以下である。
図6は、表示パネルの構成を示した断面図である。
表示パネルPNLは、図1で図示した第1基板SUB1および第2基板SUB2に加えて、液晶層LCおよび光学素子ODを備えている。図示した構成例では、表示パネルPNLは、光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型である。なお、表示パネルPNLは、光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型であってもよい。また、表示パネルPNLは、反射表示機能および透過表示機能を備えた半透過型であってもよい。
第1基板SUB1は、第1絶縁基板10、絶縁膜11、複数の画素電極PE、配向膜AL1などを備えている。なお、図示しないが、第1基板SUB1は、図20で後述する制御線CLや信号線SLなどの各種配線などを備えている。第1絶縁基板10は、ガラス基板や樹脂基板などの透明な絶縁基板からなり、互いに対向する一対の面を有する平板状に形成されている。絶縁膜11は、第1絶縁基板10の一対の面のうち、第2基板SUB2に対向する面側に配置され、例えばアクリル樹脂などの有機絶縁材料で形成されている。画素電極PEは、絶縁膜11の上に配置されている。配向膜AL1は、画素電極PEを覆っている。
第2基板SUB2は、第2絶縁基板20、遮光層SH、カラーフィルタ層CF、オーバーコート層OC、共通電極CE、配向膜AL2などを備えている。第2絶縁基板20は、ガラス基板や樹脂基板などの透明な絶縁基板からなり、互いに対向する一対の面を有する平板状に形成されている。遮光層SHは、第2絶縁基板20の一対の面のうち、第1基板SUB1と対向する面側に位置している。図示した例では、遮光層SHは、隣り合う画素電極PE間の隙間に対向している。カラーフィルタ層CFは、第2絶縁基板20の一対の面のうち、第1基板SUB1と対向する面側に位置している。カラーフィルタ層CFは、詳述しないが、例えば、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、及び、青色カラーフィルタを含んでいる。各カラーフィルタの端部は、遮光層SHと重畳している。なお、カラーフィルタ層CFは、白色などの他の色のカラーフィルタ、あるいは、透明層を含んでいても良い。オーバーコート層OCは、カラーフィルタ層CFを覆っている。共通電極CEは、オーバーコート層OCの第1基板SUB1と対向する側に位置している。共通電極CEは、複数の画素電極PEと対向している。共通電極CEは、インジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料によって形成されている。配向膜AL2は、共通電極CEを覆っている。
液晶層LCは、配向膜AL1およびAL2に隣接している。図示した例では、表示パネルPNLは、液晶層LC中に画素電極PEと共通電極CEとの電位差に応じて第1基板SUB1の法線方向に形成される電界を利用して、液晶層LCの光学特性を変化させる縦電界方式である。液晶層LCは、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を含んでいる。なお、表示パネルPNLは、液晶層LC中に第1基板SUBと平行な電界を形成して当該電界を利用する横電界方式であってよく、第1基板SUB1に対して斜めの電界が形成される斜め電界方式であってもよい。横電界方式の場合、第1基板SUB1に画素電極PEおよび共通電極CEの両方が配置される。また、表示パネルPNLは、画素電極PEへ電圧が印加されていないときに表示状態(白表示)となり、電圧が印加されているときに非表示状態(黒表示)となる、いわゆるノーマリーホワイトモードであることが望ましい。この場合、表示状態では配向膜AL1,AL2の配向規制力によって液晶組成物が第1基板SUB1の法線方向に初期配向し、非表示状態では液晶組成物は負の誘電率異方性を有している為に電界に対して垂直な方向に配向する。
光学素子ODは、第2基板SUB2の一対の面のうち、液晶層LCに接する面とは反対側となる面側に位置している。光学素子ODは、例えば散乱層FS、位相差板RT、偏光板PLなどを備えている。散乱層FSは第2絶縁基板20に接着され、位相差板RTは散乱層FSに積層され、偏光板PLは位相差板RTに積層されている。なお、光学素子ODの構成は、図示した例に限らない。
散乱層FSは、特定方向からの入射光を散乱させる異方性散乱層である。図示した例では、散乱層FSは、図中の光源LS側からの入射光をほとんど散乱させずに透過し、特定方向、つまり、画素電極PEでの反射光を散乱させる機能を有している。なお、散乱層FSは、拡散範囲の拡大、虹色の防止などの目的のために複数枚を積層することが望ましい。位相差板RTは、1/4波長板としての機能を有している。一例では、位相差板RTは、1/4波長板と1/2波長板とを積層した積層体であり、波長依存性を低減し、カラー表示に利用される波長範囲において所望の位相差が得られるように構成されている。
図7Aは、スペーサの中心が交差領域の中心に対してずれている場合の、表示パネルの拡大断面図である。なお、図示した例において、上とは、第3方向Zの矢印の向きであるものとする。
画素電極PE1は、反射電極RE1と、反射電極RE1に積層された透明な保護電極TE1と、を備えている。反射電極RE1は、可視光の反射率が高いアルミニウムや銀などの金属材料によって形成されている。保護電極TE1は、ITOやIZOなどの透明導電材料によって形成されている。反射電極RE1は、絶縁膜11の上に配置され、第2基板SUB2に対向する側に位置する上面RE1aと、他の反射電極に対向する側に位置する側面RE1bと、を有している。通電時の反射電極RE1の腐食を抑制する観点から、保護電極TE1は、反射電極RE1の上面RE1aおよび側面RE1bを覆っていることが望ましい。保護電極TE1は、反射電極RE1の上に配置され、第2基板SUB2に対向する側に位置する上面TE1aと、他の保護電極に対向する側に位置する側面TE1bと、を有している。
スペーサSPは、保護電極TE1および絶縁膜11の上に配置され、上面TE1aおよび側面TE1bと接触している。スペーサSPは、第1基板SUB1に対向する側に位置する下面SPa、第2基板SUB2に対向する側に位置する上面SPb、および上面SPaの端部と下面SPbの端部とを繋ぐ側面SPc、を有している。図示した例では、側面SPcは、配向膜AL1の端部に接触している。例えば、第1基板SUB1の製造プロセスにおいて、配向膜AL1は、スペーサSPの形成後に塗布・乾燥工程によって成膜される。この様な製造プロセスとの関係上、当該スペーサSPの上面SPbや側面SPcにも配向膜AL1が成膜される構成が考えられる。しかし、当該配向膜AL1は、その塗布工程から乾燥過程完了までの間にスペーサSPの上面SPbおよび側面SPcから滑り落ちてしまう場合があるため、上面SPbおよび側面SPc上の配向膜AL1は、きわめて薄膜あるいは実質的に成膜されないもとなる。したがって、上面SPbおよび側面SPc上の配向膜AL1は、あえて図示を省略している。上面SPbは、図示した例では配向膜AL2に接触しているが、配向膜AL2から離間していてもよい。例えば、表示パネルPNLに外力が加わった際に補助的に間隙Gを保持する補助スペーサとして機能する場合、スペーサSPは、表示パネルPNLに外力が加わっていない状態では配向膜AL2から離間している。
図示した例において、下面SPaの面積は、上面SPbの面積よりも大きい。テーパ形状において面積の小さい面を頂面、面積の大きい面を底面と定義した場合、スペーサSPは、下面SPaが底面に相当し上面SPbが頂面に相当する順テーパ形状を有している。このとき、端縁EDは、下面SPaの端部に相当する。なお、図19で後述する様に、下面SPaが頂面に相当し上面SPbが底面に相当する逆テーパ形状を有するスペーサSPの場合、端縁EDは、上面SPbの端部に相当する。
スペーサSPとその下地層(保護電極TE1および絶縁膜11)との密着性を向上させるためには、スペーサSPと下地層とが互いに密着する密着面の面積が大きいことが望ましい。図示した例では、スペーサSP側の密着面は下面SPaに相当し、下地層側の密着面は保護電極TE1の上面TE1a、側面TE1b、および絶縁膜11の上面の、下面SPaと接触する領域に相当する。また、スペーサSPは、一例では、無機材料との密着性が有機材料との密着性よりも良好である。保護電極TE1は無機材料製であり絶縁膜11は有機材料製であるため、スペーサSPと下地層との密着性を向上させる観点から、下地層の密着面における保護電極TE1の上面TE1aが占める割合が大きいことが望ましい。
図7Bは、電子顕微鏡で撮影したスペーサの断面の一例である。図7Aは、構成例を説明するための模式図であって、実際のスペーサSPは、図7Bに示す如き断面形状を有し、図7Aに示す如き明確な台形形状の断面を呈していない場合もある。
この場合、図7Bに示す如く、下層に密着しているスペーサSPの部分を平面視した状態で形成される外形形状を下面SPaの形状とする。第3方向Zで最も下面SPaから離間している部分において第1絶縁基板10の上面と平行な直線LNを引き、当該直線LNに対するスペーサSPの断面形状の傾きにおいて、微小空間における第1方向Xの変化に対する第3方向Zへの変化量が0以上1未満となる領域を上面SPbとし、当該変化量が1以上となる領域を側面SPcとする。
図8は、図7Aに示した表示パネルを平面視した場合の画素電極およびスペーサを示した図である。
第1基板SUB1は、画素電極PE1に加えて、画素電極PE2乃至PE4を備えている。平面視で、画素電極PE1は、遮光部SH2を挟んで第1方向Xに画素電極PE2と隣り合い、遮光部SH1を挟んで第2方向Yに画素電極PE3と隣り合っている。また、画素電極PE4は、遮光部SH2を挟んで第1方向Xに画素電極PE3と隣り合い、遮光部SH1を挟んで第2方向Yに画素電極PE2と隣り合っている。画素電極PE1同様に、画素電極PE2乃至PE4は、それぞれ、反射電極RE2乃至RE4と、反射電極RE2乃至RE4に積層された保護電極TE2乃至TE4と、を備えている。図示した例では、スペーサSPは、交差領域CRに対して第1方向Xの逆方向にずれて配置されており、画素電極PE1,PE3と重畳し、露出領域ER1,ER3を有している。
遮光部SH1およびSH2は、反射電極RE1乃至RE4のそれぞれの端部と重畳しており、保護電極TE1乃至TE4のそれぞれの端部とも重畳している。開口部AP1乃至AP4には、それぞれ、反射電極RE1乃至RE4と、保護電極TE1乃至TE4と、が延在している。したがって、露出領域ER1,ER2と対向する領域にも、ぞれぞれ、反射電極RE1,RE3と、保護電極TE1,TE3と、が延在している。
スペーサSPの重畳関係について、画素電極PE1に対応する領域に着目して、次の図9で説明する。
図9は、露出領域、中間領域、および重畳領域を示した図である。
図9に図示したスペーサSPは、図8で図示したスペーサSPと同様のずれ方をしている。図9中で、(a)の斜線部は露出領域ER1を示しており、(b)の斜線部は中間領域MR1を示しており、(c)の斜線部は重畳領域SR1を示している。中間領域MR1は、平面視でスペーサSPの反射電極RE1と重畳する領域であり、重畳領域SR1は、平面視でスペーサSPの画素電極PE1と重畳する領域であり、スペーサSPの保護電極TE1と重畳する領域に相当する。
露出領域ER1は、当該遮光層SHの交差領域CRを平面視した場合に、スペーサSPの端縁EDと遮光層SHとで区画された領域に相当する。図4で説明した様に、開口部APの面積に対する有効表示領域の面積の割合を向上する観点から、スペーサSPは小さいことが望ましい。しかし、スペーサSPの小型化によってスペーサSPとその下地層との密着面の面積が減少すると、図7Aで説明した様に、スペーサSPの下地層に対する密着性が低下してしまう。特に、例えば平面視でスペーサSPの全体が遮光層SHと重畳する場合、下地層側の密着面の大部分を有機材料製の絶縁膜11の上面が占めることとなるため、スペーサSPの下地層に対する密着性が更に低下し、スペーサSPが基板から脱落する恐れがある。一方、スペーサSPが露出領域ER1を有する場合、露出領域ER1に対応する領域の下地層側の密着面が有機材料製の保護電極TE1であるため、スペーサSPの下地層に対する密着性が向上する。このため、開口率を向上しつつ有効表示領域の面積を拡大し、且つ、スペーサと基板との密着性の向上を両立する観点から、スペーサSPは露出領域ER1を有しつつ、且つ、露出領域ER1の面積は抑制されることが望ましい。すなわち、露出領域ER1は、端縁EDと遮光部SH1およびSH2とで区画されていることが望ましい。なお、露出領域ER1が端縁EDと遮光部SH1とで区画され遮光部SH2で区画されていない場合、有効表示領域の面積の低下による開口部APの輝度低下が、表示画像の視認性に悪影響を及ぼす恐れがある。
中間領域MR1は、当該遮光層SHの交差領域CRを平面視した場合に、スペーサSPの端縁EDと反射電極RE1の側面RE1bとで区画された領域である。中間領域MR1は、露出領域ER1を含んでいる。
重畳領域SR1は、当該遮光層SHの交差領域CRを平面視した場合に、スペーサSPの端縁EDと保護電極TE1の側面TE1bとで区画された領域である。重畳領域SR1は、中間領域MR1を含んでいる。したがって、重畳領域SR1は、露出領域ER1を含んでいる。すなわち、中間領域MR1の面積は、重畳領域SR1の面積よりも小さく、露出領域ER1の面積よりも大きい。スペーサと基板との密着性を充分確保する観点から、平面視した場合に、1つのスペーサの面積に対して当該スペーサが有する重畳領域の総面積が占める割合は、25%であることが望ましい。
なお、本実施形態においては、図3で説明した様にスペーサSPの中心CSPと交差領域CRの中心CCRとが平面視で重畳していても良い。この様な構成例について、図10および図11で説明する。
図10は、スペーサの中心が交差領域の中心に平面視で一致している場合の、表示パネルの拡大断面図である。
本構成例は、スペーサSPが画素電極PE2と重畳している点で、図7に図示した構成例と相違している。画素電極PE2の保護電極TE2は、画素電極PE1と同様に、上面TE2aおよび側面TE2bを有している。スペーサSPは、反射電極RE2および保護電極TE2と重畳し、上面TE2aおよび側面TE2bと接触している。
図11は、図10に示した表示パネルを平面視した場合の画素電極およびスペーサを示した図である。
スペーサSPは、重畳領域SR1乃至SR4を有している。重畳領域SR2乃至SR4は、それぞれ、スペーサSPの画素電極PE2乃至PE4と重畳し露出領域ER2乃至E4を含む領域であり、スペーサSPの保護電極TE2乃至TE4に重畳する領域に相当する。例えば、重畳領域SR1乃至SR4は、それぞれ中心CSPに対して点対称な形状を有しており、重畳領域SR1乃至SR4の面積は、互いに等しい。
図12は、スペーサ密度とスペーサ露出密度との関係を示したグラフである。
図12は、図5で説明したスペーサSPの変位DPを基に、スペーサ密度に対するスペーサ露出密度の関係を図示したグラフである。図中の横軸は、スペーサ密度を示しており、これは、平面視で、表示領域DAの面積に対して、全てのスペーサSPの面積の総和が占める割合である。図中の縦軸は、スペーサ露出密度を示しており、これは、平面視で、表示領域DAの面積に対して、全ての露出領域の面積の総和が占める割合である。スペーサ露出密度が高いと、表示に寄与する領域の面積が低下するため、スペーサ露出密度は低いことが望ましい。
点線のグラフは、DP>(W11+W12)/2、すなわちスペーサSPが平面視で交差領域CRから離間した状態で、変位DPを一定とした場合のスペーサ密度に対するスペーサ露出密度の変化を表している。実線のグラフは、DP<(W12)/2、すなわちスペーサSPが交差領域CRの中心CCRと対向している状態で、変位DPを一定とした場合のスペーサ密度に対するスペーサ露出密度の変化を表している。露出密度差DDは、同一のスペーサ密度におけるスペーサ露出密度の差異を示したものである。スペーサ密度が大きいほど、露出密度差DDは大きくなっている。
当該グラフから、スペーサSPの一部を遮光層SHから露出させつつ配置するにつき、当該遮光層SHの交差領域CRとスペーサSPとの位置関係について、当該交差領域CRからわずかにずらして配置する方が、当該交差領域CRから大きくずらして配置し、実質的にスペーサSPが交差領域CRとは無関係な位置に配置される場合よりも、表示パネルPNL全体としてのスペーサ密度に対するスペーサ露出密度を低下させ、結果的に開口率の向上に貢献するものとなることがわかる。
本実施形態によれば、表示装置DSPは、遮光部SH1と遮光部SH2とを有する遮光層と、遮光部SH1と遮光部SH2との交差領域CRに重畳し露出領域ER1を有するスペーサSPと、を備えている。このとき、スペーサが画素電極と重畳する重畳領域の総面積を増大させて基板とスペーサとの密着性を向上させつつ、露出領域の総面積の増大を抑制し、表示に寄与する領域の面積の減少を抑制することが可能となる。図12で説明した様に、本実施形態によれば、スペーサが平面視で交差領域から離間している場合と比較して、要求されるスペーサ密度が増大すればするほど、スペーサ露出密度を低減させることができる。したがって、表示品位の低下を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
このとき、スペーサSPの幅W11およびW21は、それぞれ遮光部SH2の幅W12および遮光部SH1の幅W22よりも大きいため、表示装置は、充分な重畳領域を確保することができ、スペーサと基板との密着性を良好とすることができる。
特に、スペーサSPが交差領域CRの中心CCRと重畳している構成例では、露出領域ER1の面積を抑制することができるため、液晶表示装置は、露出領域の総面積を抑制することができる。
また、露出領域ER1がスペーサSPの端縁EDと遮光部SH1,SH2とで区画されている構成例では、露出領域ER1が端縁EDと遮光部SH1のみで区画される構成例と比較して、露出領域の総面積を抑制することができる。
画素電極が反射電極に積層された保護電極を備え、保護電極が反射電極の上面および側面を覆っている構成例では、反射電極の腐食を抑制可能である。
表示装置DSPは、ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置であるため、露出領域の近傍での液晶組成物の初期配向の乱れに起因したコントラストの低下がノーマリーブラックモードに比べて抑制可能である。
次に、本構成例の変形例について図13乃至図19で説明する。図3や図5に示すように、遮光層SHの交差領域CRにおけるスペーサSPの配置において、スペーサSPの端縁EDと遮光部SH1と遮光部SH2とで区画される各露出領域ERを互いに離間して2つ以上有している構成が望ましい。より具体には、かかる区画状態にある露出領域ERを3つ有している構成が望ましく、さらには、かかる区画領域にある露出領域ERを4つ有している構成が最も望ましい。そしてこれらの露出領域ERの少なくとも2つが保護電極TEに密着している構成が望ましい。また、以下に示すように、1つのスペーサSPが第1方向X又は第2方向Yで互いに対向する2つ以上の重畳領域SRを有する構成が望ましく、更に望ましくは3つの重畳領域SRを有する構成であり、更に望ましくは4つの重畳領域SRを有する構成である。重畳領域SRではスペーサSPと無機材料製の保護電極TEとが密着している構成が望ましい。複数の露出領域ER(重畳領域SR)が互いに離間して配置されることで、スペーサSPに対して、端縁EDに沿って密着力の強い領域を分散して複数配置することができる。
なお、このような変形例においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
図13は、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、スペーサSPが重畳領域SR2およびSR4を備えている点で、図8で図示した構成例と相違している。
変位DPは、第1方向Xの逆方向であり、重畳領域SR1の面積は、重畳領域SR2の面積よりも大きい。このとき、例えば重畳領域SR1およびSR2は、遮光部SH1を挟んで重畳領域SR3およびSR4と線対称であり、重畳領域SR1およびSR2の面積は、それぞれ重畳領域SR3およびSR4の面積と等しい。
図14は、図13よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、図13に比べて、変位DPの向きは変わらず、変位DPの大きさが更に大きい。
スペーサSPは、重畳領域SR1およびSR3を有しており、画素電極PE2およびPE4から平面視で離間している。また、スペーサSPは、平面視で交差領域CRと重畳し、中心CCRから離間している。この様な場合、トレードオフとなる表示に寄与する領域の面積とスペーサの密着性とのバランスの観点から、重畳領域SR1は、端縁EDと、側面TE1bの第1方向Xに延在する部分および第2方向Yに延在する部分と、で区画されていることが望ましい。
図15は、図13よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、変位DPの向きが第1方向Xの逆方向かつ第2方向Yの逆方向である点で、図13に示した変形例と相違している。
スペーサSPは、重畳領域SR1乃至SR4を有している。重畳領域SR1の面積は、重畳領域SR2やSR3よりも大きい。重畳領域SR4の面積は、重畳領域SR2やSR3よりも小さい。重畳領域SR2の面積は、図示した例では、重畳領域SR3の面積よりも小さい。重畳領域SR2乃至SR4は、それぞれ、露出領域が含まれていなくてもよく、図示した例では、重畳領域SR2およびSR4は、全て遮光層SHに重畳している。
図16は、図15よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、変位DPの第2方向Yの大きさが、図15に図示した変形例よりも大きい。
スペーサSPは、重畳領域SR1乃至SR3を有しており、平面視で画素電極PE4から離間している。重畳領域SR1の面積は、重畳領域SR2やSR3よりも大きい。重畳領域CR2の面積は、図示した例では、重畳領域SR3の面積と等しい。重畳領域SR2およびSR3は、それぞれ、露出領域が含まれていなくてもよく、図示した例では、重畳領域SR2およびSR3は、全て遮光層SHに重畳している。
図17は、図15よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第1方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、変位DPの第1方向Xの大きさが、図15に図示した変形例よりも大きい。
スペーサSPは、重畳領域SR1およびSR3を有しており、平面視で画素電極PE2およびPE4から離間している。重畳領域SR1の面積は、重畳領域SR3の面積よりも大きい。図示した例では、重畳領域SR3は、露出領域が含まれているが、全て遮光層SHに重畳していてもよい。
図18は、図17よりも更に、スペーサの中心が交差領域の中心に対して第2方向に離れている場合の重畳領域を示す図である。
本変形例は、変位DPの第2方向Yの大きさが、図17に図示した変形例よりも大きい。
スペーサSPは、重畳領域SR1を有しており、平面視で画素電極PE2乃至PE4から離間している。表示に寄与する領域の面積とスペーサの密着性とのバランスの観点から、スペーサSPは、平面視で、側面TE1bの第1方向Xに延在する部分と第2方向Yに延在する部分とで形成される角TE1cに重畳していることが望ましい。
図19は、第2基板側からスペーサが突出している場合の表示パネルの断面を示す図である。
本変形例は、スペーサSPが第2基板SUB2から第2基板SUB1へ突出している点で、図10に図示した構成例と相違している。
スペーサSPの形状は、上面SPbの面積が下面SPaの面積よりも大きい、いわゆる逆テーパ状である。上面SPbは、共通電極CEと接触している。このとき、端縁EDは、上面SPbの端部に相当する。下面SPaは、配向膜AL1と対向しており、図示した例では接触している。
次に、面積階調方式による反射型の表示パネルPNLの構成について説明する。このような表示パネルPNLは、一例では、外光や補助光といった表示面側からの入射光を各セグメントSGで選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型である。なお、このような構成例においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
図20は、表示パネルの構成を示す図である。図示した例では、表示装置DSPは、表示パネルPNLに駆動部DRなどを備えている。
表示パネルPNLは、表示領域DAにおいて、信号線SL、制御線CL、単位画素PX、図示しない各種電圧を伝送するための配線や電源線などを備えている。複数の信号線SLは、第1方向Xに並んでいる。複数の制御線CLは、第1方向Xに交差する第2方向Yに並んでいる。複数の単位画素PXは、第1方向X及び第2方向Yによって規定されるX−Y平面において、マトリクス状に配列されている。
単位画素PXは、カラー画像を構成する最小単位である。このような単位画素PXは、複数のセグメント(以下、単に画素と称する場合もある)SGを備えている。後述するが、単位画素PXは、複数の副画素によって構成されている。一例では、1つの単位画素PXは、赤色を表示する副画素、緑色を表示する副画素、及び、青色を表示する副画素を備えている。また、単位画素PXは、上記の3色の副画素の他に、白色などの他の色を表示する副画素を備えていても良い。各副画素は、複数のセグメントSGによって構成されている。
駆動部DRは、信号線駆動部D1及び制御線駆動部D2を備えている。駆動部DRは、表示パネルPNLの非表示領域NDAに形成されていても良いし、表示パネルPNLに実装されるICチップに内蔵されていても良いし、表示パネルPNLに接続されるフレキシブルプリント回路基板に形成されていても良い。
信号線SLのそれぞれは、信号線駆動部D1に接続されている。信号線駆動部D1は、例えば、所定の階調に対応した信号電位を、対応する信号線SLに出力する。制御線CLのそれぞれは、制御線駆動部D2に接続されている。制御線駆動部D2は、セグメントSGへの信号電位の書込動作を制御するための制御信号を、対応する制御線CLに出力する。なお、駆動部DRは、さらに、駆動タイミング発生回路や電源回路などを備えていても良い。
図21は、単位画素の構成を示す図である。
単位画素PXは、4つの副画素P1乃至P4を有している。副画素P1とP2とは、第1方向Xに沿って隣り合って並べられている。副画素P3とP4とは、第1方向Xに沿って隣り合って並べられている。また、副画素P1とP3とは、第2方向Yに沿って隣り合って並べられている。副画素P2とP4とは、第2方向Yに沿って隣り合って並べられている。ここで、単位画素PXにおいて、第1方向Xに延出する直線を境界線B1とし、第2方向Yに延出する直線を境界線B2とする。境界線B1は、後述する遮光部SHX2の中心軸に相当し、境界線B2は、後述する遮光部SHY2の中心軸に相当する。副画素P1は、遮光部SHY2を挟んで副画素P2と隣り合い、遮光部SHX2を挟んで副画素P3と隣り合う。副画素P4は、遮光部SHY2を挟んで副画素P3と隣り合い、遮光部SHX2を挟んで副画素P2と隣り合う。
副画素P1乃至P4は、それぞれ異なる色を表示する。一例では、副画素P1は緑色(G)を表示し、副画素P2は赤色(R)を表示し、副画素P3は青色(B)を表示し、副画素P4は白色(W)を表示する。このようなカラー表示は、副画素P1乃至P4の各々に対応する色のカラーフィルタを対向して配置することで実現される。
第1方向Xに並んだ副画素P1及びP2は、それぞれ等しい面積を有している。副画素P1及びP2のそれぞれは、第1方向XにLX/2の長さを有し、第2方向YにLYaの長さを有する四角形状に構成されている。図示した例では、副画素P1及びP2のそれぞれは、長さLX/2が長さLYaより長い横長の長方形状に構成されている。
第1方向Xに並んだ副画素P3及びP4は、それぞれ等しい面積を有している。副画素P3及びP4の面積は、副画素P1及びP2の面積と異なっている。副画素P3及びP4のそれぞれは、第1方向Xに沿った長さLX/2及び第2方向Yに沿った長さLYbを有する四角形状に構成されている。長さLYbは、長さLYaよりも長い。図示した例では、副画素P3及びP4のそれぞれは、長さLX/2が長さLYaより短い縦長の長方形状に構成されている。
すなわち、本構成例では、第2方向Yに並ぶ副画素P1と副画素P3とは、互いに第1方向Xの長さを共有した状態で、副画素P1は横長の長方形状、副画素P3は縦長の長方形状を呈するものとなる。ここで、各副画素のアスペクト比A=第2方向Yの長さ/第1方向Xの長さとすると、副画素P1のアスペクト比A1は、0<A1<1となり、副画素P3のアスペクト比A3は、1<A3となる。副画素P2と副画素P4との関係も同様である。
また、副画素P1及び副画素P3は、第1方向Xに沿った同一の長さLX/2を有している。副画素P1の第2方向Yに沿った長さLYaは、副画素P3の第2方向Yに沿った長さLYbよりも短い。従って、副画素P3の面積は、副画素P1の面積より大きい。同様に、副画素P4の面積は、副画素P2の面積よりも大きい。
単位画素PXにおいて、境界線B2に対して、副画素P1は、副画素P2と線対称の構成を有している。同様に、境界線B2に対して、副画素P3は、副画素P4と線対称の構成を有している。なお、副画素P1を構成するセグメントSG11乃至SG13のそれぞれの面積は、副画素P3を構成するセグメントSG31乃至SG33のそれぞれの面積より小さい。このため、副画素P1の構成は、境界線B1に対して、副画素P3の構成とは非対称である。同様に、副画素P2を構成するセグメントSG21乃至SG23のそれぞれの面積は、副画素P4を構成するセグメントSG41乃至SG43のそれぞれの面積より小さい。このため、副画素P2の構成は、境界線B1に対して、副画素P4の構成とは非対称である。
単位画素PXの幾何学中心PXCは、単位画素PXの外周に規定される四角形(図示した例では正方形)の2本の対角線(図中の点線)の交点として定義される。単位画素PXは、境界線B2に対して線対称の構成を有しているので、幾何学中心PXCは、境界線B2上に位置する。また、単位画素PXは、境界線B1に対して非対称の構成を有しているので、幾何学中心PXCは、境界線B1から離れている。すなわち、幾何学中心PXCの位置は、境界線B1及びB2の交点PXNの位置とは異なっている。
各副画素の構成について、以下により詳細に説明する。なお、ここでは、副画素P1を例に説明し、他の副画素についての詳細な説明を省略する。
副画素P1は、3ビットの階調を表示するための3つのセグメントSG11乃至SG13を備えている。
セグメントSG11は、副画素P1における中央部(つまり、副画素P1の第2方向Yに沿った長さLYa/2の中間点、あるいは、第2方向Yに沿って境界線B1からの距離がLYa/2となる位置を含む領域)に位置した四角形の領域に相当する。セグメントSG11は、第1方向Xに沿った一対の辺11A及び11Bと、第2方向Yに沿った一対の辺11C及び11Dとを有している。
セグメントSG12は、セグメントSG11よりも幾何学中心PXCに近接する側に位置している。セグメントSG12は、辺11A及び11Cに沿って形成されたL字形の領域に相当する。このようなセグメントSG12は、境界線B1を挟んで副画素P3と隣り合い、また、境界線B2を挟んで副画素P2と隣り合う。
セグメントSG11及びSG12を合わせた四角形の領域は、セグメントSG11の四角形の領域の相似形である。
セグメントSG13は、セグメントSG11よりも幾何学中心PXCから離れる側に位置している。セグメントSG13は、辺11B及び11Dに沿って形成されたL字形の領域に相当する。また、セグメントSG13は、辺11Bを超えて第1方向Xに延出し、セグメントSG12の一部と隣接している。さらに、セグメントSG13は、辺11Dを超えて第2方向Yに延出し、セグメントSG12の一部と隣接している。セグメントSG13の面積は、セグメントSG12の面積よりも大きい。このようなセグメントSG13は、セグメントSG12とでセグメントSG11を囲んでいる。
セグメントSG11、セグメントSG12、及び、セグメントSG13を合わせた四角形の領域は、セグメントSG11の四角形の領域の相似形である。
副画素P1の中央部においては、セグメントSG11を中心として、3つのセグメントSG11乃至SG13が第1方向Xに沿って並んでいる。図示した例では、第2方向Yに沿って境界線B1からの距離がLYa/2となる位置で、セグメントSG13、セグメントSG11、及び、セグメントSG12が第1方向Xに沿ってこの順に並んでいる。
セグメントSG11、セグメントSG12、及び、セグメントSG13の面積比は、例えば、1:2:4(=2:2:2)である。本実施形態において係る面積比は、各セグメントにおいて実質的に表示に寄与する領域の面積のみに基づくものであり、表示に寄与しないスペーサSPや遮光層SHと重なる領域の面積は含まれない。他方、スペーサSPを含む各セグメントの面積比を1:2:4と設定する構成も採用可能である。なお、セグメントSG11乃至SG13の面積比の組み合わせは、上記の例に限定されるものではない。
セグメントSG11は、3ビットの面積階調における最下位のビット(例えば2)に相当する表示領域である。セグメントSG13は、3ビットの面積階調における最上位のビット(例えば2)に相当する表示領域である。セグメントSG12は、3ビットの面積階調における中間のビット(例えば21)に相当する表示領域である。これらのセグメントSG11乃至SG13の組み合わせにより、3ビットの面積階調表示が可能となる。
図示した単位画素PXを構成する12個のセグメントの位置関係は、以下の通りである。すなわち、第1方向Xに並ぶ副画素P1及びP2に着目すると、副画素P1の3つのセグメントSG11乃至SG13は、境界線B2について、副画素P2の3つのセグメントSG21乃至23とそれぞれ線対称に設けられている。第1方向Xに並ぶ副画素P3及びP4に着目すると、副画素P3の3つのセグメントSG31乃至SG33は、境界線B2について、副画素P4の3つのセグメントSG41乃至43とそれぞれ線対称に設けられている。
副画素P2の中央部において3つのセグメントSG21乃至SG23が第1方向Xに並び、副画素P3の中央部において3つのセグメントSG31乃至SG33が第1方向Xに並び、副画素P4の中央部において3つのセグメントSG41乃至SG43が第1方向Xに並んでいる。なお、図示した例では、第2方向Yに沿って境界線B1からの距離がLYb/2となる位置で、セグメントSG33、セグメントSG31、セグメントSG32、セグメントSG42、セグメントSG41、及びセグメントSG43が第1方向Xに沿ってこの順に並んでいる。また、副画素P1において3つのセグメントSG11乃至SG13が第1方向Xに並ぶ位置と、副画素P3において3つのセグメントSG31乃至SG33が第1方向Xに並ぶ位置との第2方向Yに沿ったピッチは、単位画素PXの第2方向Yに沿った長さLYの約1/2である。
なお、セグメントSG11乃至SG13の各々は、対応する形状の画素電極を備え、各セグメントの画素電極は互いに離間している。
図22は、図21に示した単位画素に対応する遮光層の構成を示す図である。なお、図中において、光源は第2方向Yの負側に位置し、主視角方位は第2方向Yの正側であるものとする。ここで、主視角方位とは、ユーザが図6に示した反射型の表示パネルPNLを観察する方向を、X−Y平面に正射影した方位に相当する。この主視角方位では、光源LSから表示パネルPNLに入射した光が反射され、散乱層FSによって散乱されることで、輝度が最も明るくなる(あるいは、反射率が最も高くなる)ように設定される。主視角方位が第2方向Yの正側である場合、第1方向Xに並ぶ副画素と比較して、第2方向Yに並ぶ副画素において混色が顕著に発生しやすい。例えば、副画素P1及びP3について、副画素P1で反射された光のほとんどは、副画素P1に配置された緑色のカラーフィルタを透過するが、副画素P1での一部の反射光が副画素P3に配置された青色のカラーフィルタを透過することで混色が発生しやすい。
遮光層SHは、第1方向Xに延出した遮光部SHX1乃至SHX3、及び、第2方向Yに延出した遮光部SHY1乃至SHY3を有し、副画素P1乃至P4の各々を区画している。遮光部SHX1乃至SHX3は、それぞれ同一の幅W1を有している。遮光部SHY1乃至SHY3は、それぞれ同一の幅W2を有している。幅W1は、幅W2とは異なる。例えば、副画素P1及びP2と副画素P3及びP4との間に位置する遮光部SHX2の幅W1は、副画素P1及びP3と副画素P2及びP4との間に位置する遮光部SHY2の幅W2よりも大きい。
なお、遮光層SHは、図示したように、各セグメントの間にも配置されている。例えば、遮光部SHX4は、第1方向Xに延在し、セグメントSG11とSG13との間、セグメントSG12とSG13との間、セグメントSG22とSG23との間、およびセグメントSG21とSG23との間に位置している。また、遮光部SHX5は、第1方向Xに延在し、セグメントSG31とSG33との間、セグメントSG32とSG33との間、セグメントSG42とSG43との間、およびセグメントSG41とSG43との間に位置している。また、遮光部SHY4は、第2方向Yに延在し、セグメントSG11とSG13との間、セグメントSG12とSG13との間、セグメントSG31とSG33との間、およびセグメントSG32とSG33との間に位置している。また、遮光部SHY5は、第2方向Yに延在し、セグメントSG21とSG23との間、セグメントSG22とSG23との間、セグメントSG41とSG43との間、およびセグメントSG42とSG43との間に位置している。セグメント間に位置する遮光部は、ほぼ同一の幅を有し、例えば、遮光部SHY2と同一の幅W2を有している。
例えば、遮光層SHは、遮光部SHX1とSHY1とが交差する交差領域CR1、遮光部SHX1とSHY2とが交差する交差領域CR2、遮光部SHX1とSHY3とが交差する交差領域CR3、遮光部SHX2とSHY1とが交差する交差領域CR4、遮光部SHX2とSHY4とが交差する交差領域CR5、遮光部SHX2とSHY2とが交差する交差領域CR6、遮光部SHX2とSHY5とが交差する交差領域CR7、遮光部SHX2とSHY3とが交差する交差領域CR8、遮光部SHX5とSHY2とが交差する交差領域CR9、遮光部SHX3とSHY1とが交差する交差領域CR10、遮光部SHX3とSHY2とが交差する交差領域CR11、遮光部SHX3とSHY3とが交差する交差領域CR12、を有している。
このような構成例によれば、第2方向Yに並ぶ副画素において、一方の副画素での一部の反射光が他方の副画素に向かって反射されたとしても、遮光部SHX2によって遮光されるため、混色を抑制することが可能となる。したがって、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
図23は、図21に示した単位画素に対応するスペーサの配置例を示す図である。
単位画素PXは、例えば、交差領域CR1乃至CR12の近傍に、それぞれスペーサSP1乃至SP12を有している。スペーサSP1乃至SP12は、遮光層SHに重畳し、それぞれ交差領域CR1乃至CR12に重畳している。スペーサSP1乃至SP12の中心は、平面視でそれぞれ交差領域CR1乃至CR12の中心に対して様々な方向に離間している。図23中のスペーサの矢印は、各交差領域の中心に対する各スペーサのずれ方向を示している。例えば、スペーサSP6は、平面視で交差領域CR6に重畳し交差領域CR6の中心に対して第1ずれ方向にずれており、スペーサSP9は、平面視で交差領域CR9の中心に対して第1ずれ方向とは異なる第2ずれ方向にずれている。遮光部SHY2に沿って配置され第2方向Yに並んだスペーサSP2,SP6,SP9,SP11のうち、スペーサSP2,SP9,SP11のずれ方向は、第1方向Xの順方向の成分を有しており、スペーサSP9のずれ方向は、第1方向Xの逆方向の成分を有している。遮光部SHX2に沿って配置され第1方向Xに並んだスペーサSP4,SP5、SP6,SP7,SP8のうち、スペーサSP5,SP8のずれ方向は、第2方向Yの順方向の成分を有し、スペーサSP4,SP6,SP7のずれ方向は、第2方向Yの逆方向の成分を有している。
スペーサSP1乃至SP12は、それぞれ、平面視で遮光層SHの外側に露出する露出領域E1乃至E12を有している。露出領域E1乃至E12は、それぞれ平面視で、交差領域CR1乃至CR12に対して様々な方向に露出している。遮光部SHY2に沿って配置され第2方向Yに並んだスペーサSP2,SP6,SP9,SP11を例に挙げると、スペーサSP2,SP9,SP11が有する露出領域E2,E9,E11は、第1方向Xの順方向で遮光部SHY2に隣接し、スペーサSP6が有する露出領域E6は、第1方向Xの逆方向で遮光部SHY2に隣接している。すなわち、露出領域E6は、遮光部SHY2を挟んで露出領域E2,E9,E11とは反対側に位置している。また、遮光部SHX2に沿って配置され第1方向Xに並んだスペーサSP4,SP5、SP6,SP7,SP8を例に挙げると、スペーサSP5,SP8が有する露出領域E5,E8は、第2方向Yの順方向で遮光部SHX2に隣接し、スペーサSP4,SP6,SP7が有する露出領域E4,E6,E7は、第2方向Yの逆方向で遮光部SHX2に隣接している。すなわち、露出領域E5,E8は、遮光部SHX2を挟んで露出領域E4,E6,E7とは反対側に位置している。
本構成例によれば、複数のスペーサSP1乃至SP12が、それぞれ露出領域E1乃至E12を有している。第2方向Yに延在する遮光部に沿って配置された複数のスペーサのうち、少なくとも1つのスペーサが有する露出領域は第1方向Xの順方向で遮光部に隣接し、少なくとも1つのスペーサが有する露出領域は第1方向Xの逆方向で遮光部に隣接しているので、第1基板SUB1が第2基板SUB2に対して第1方向Xの順方向または逆方向にずれたとしても、露出領域の面積の増大を抑制し、表示品位の低下を抑制することができる。
また、第1方向Xに延在する遮光部に沿って配置された複数のスペーサのうち、少なくとも1つのスペーサが有する露出領域は第2方向Yの順方向で遮光部に隣接し、少なくとも1つのスペーサが有する露出領域は第2方向Yの逆方向で遮光部に隣接しているので、第1基板SUB1が第2基板SUB2に対して第2方向Yの順方向または逆方向にずれたとしても、露出領域の面積の増大を抑制し、表示品位の低下を抑制することができる。このため、第1基板SUB1と第2基板SUB2との基板ズレが、第1方向Xおよび第2方向Yで規定されるX−Y平面のどの方向で生じたとしても、スペーサの露出領域の増大を抑制し、表示品位の低下を抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
なお、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。例えば、本実施形態においては、隣り合う反射電極REの間隔や保護電極TEの間隔よりも遮光部SH1、SH2の幅の方が大きい構成が採用されているが、かかる遮光部SH1、SH2の幅のいずれか、またはいずれもがこれら反射電極REの間隔や保護電極TEの間隔よりも小さい構成を採用することも可能である。
なお、これらの新規な実施形態は、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。これらの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…表示装置 PNL…パネル SUB1…第1基板 SUB2…第2基板
ED…端縁 SH…遮光層 SH1,SH2…遮光部 AX1,AX2…中心軸
CSP…スペーサの中心 SP…スペーサ CR…交差領域 CCR…交差領域の中心

Claims (17)

  1. 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基板と第2基板との間に配置された液晶層と、
    第1方向に延在する第1遮光部と、第2方向に延在し前記第1遮光部と交差する第2遮光部と、を有する遮光層と、
    前記第1基板と第2基板との間の間隙を保持するスペーサと、を備え、
    前記スペーサは、平面視で、前記第1遮光部と第2遮光部とが交差する交差領域に重畳し、前記遮光層の外側に露出する露出領域を有している、液晶表示装置。
  2. 前記スペーサの第1方向の幅は、前記第2遮光部の第1方向の幅よりも大きく、
    前記スペーサの第2方向の幅は、前記第1遮光部の第2方向の幅よりも大きい、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記スペーサは、前記交差領域の中心と重畳している、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記露出領域は、前記スペーサの端縁と、前記第1および第2遮光部と、で区画されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1基板は、第1画素電極を備え、
    前記スペーサは、平面視で前記第1画素電極と重畳する第1重畳領域を有し、
    前記第1重畳領域は、前記露出領域を含んでいる、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1基板は、更に、平面視で前記第2遮光部を挟んで第1方向に前記第1画素電極と隣り合う第2画素電極を備え、
    前記スペーサは、前記第2画素電極と重畳する第2重畳領域を有し、
    前記第1重畳領域の面積は、前記第2重畳領域の面積と同じである、請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1基板は、更に、平面視で前記第2遮光部を挟んで第1方向に前記第1画素電極と隣り合う第2画素電極を備え、
    前記スペーサは、前記第2画素電極と重畳する第2重畳領域を有し、
    前記第1重畳領域の面積は、前記第2重畳領域の面積よりも大きい、請求項5に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第1画素電極は、反射電極と、前記反射電極に積層された透明な保護電極と、を備え、
    前記保護電極は、前記反射電極の上面および側面を覆っている、請求項5に記載の液晶表示装置。
  9. 前記スペーサと前記反射電極とが重畳する領域の面積は、前記スペーサと前記保護電極とが重畳する領域の面積よりも小さく、前記露出領域の面積よりも大きい、請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記スペーサは、前記保護電極と接触している、請求項8または9に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第1基板は、複数の画素電極を備え、
    前記第2基板は、前記複数の画素電極と対向する共通電極を備え、
    前記スペーサは、前記共通電極と接触している、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第1遮光部の前記第2方向の幅の大きさは、前記交差領域に近接する位置と、前記第1遮光部の前記交差領域から離間する位置とで互いに等しい、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  13. 前記露出領域は、第1露出領域と、第2露出領域とを備え、
    前記第2露出領域は、前記第1又は第2遮光部を挟んで前記第1露出領域と対向している、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  14. 前記露出領域は、さらに第3露出領域を備え、
    前記第2露出領域は、前記第2遮光部を挟んで前記第1露出領域と対向し、
    前記第3露出領域は、前記第1遮光部を挟んで前記第1露出領域と対向している、請求項13に記載の液晶表示装置。
  15. 前記露出領域は、さらに第4露出領域を備え、
    前記第4露出領域は、前記第1遮光部を挟んで前記第2露出領域と対向し、且つ、前記第2遮光部を挟んで前記第3露出領域と対向している、請求項14に記載の液晶表示装置。
  16. 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基板と第2基板との間に配置された液晶層と、
    第1方向に延在する第1遮光部と、第2方向に延在する第2遮光部及び第3遮光部と、前記第1遮光部と前記第2遮光部とが交差する第1交差領域と、前記第1遮光部と前記第3遮光部とが交差する第2交差領域と、を有する遮光層と、
    平面視で前記第1交差領域と重畳する第1スペーサと、平面視で前記第2交差領域と重畳する第2スペーサとを有し、前記第1基板と第2基板との間の間隙を保持するスペーサと、を備え、
    前記第1スペーサは、平面視で前記遮光層の外側に露出する第1露出領域を有し、
    前記第2スペーサは、平面視で前記遮光層の外側に露出する第2露出領域を有し、
    前記第1露出領域は、前記第2方向の順方向で前記第1遮光部に隣接し、
    前記第2露出領域は、前記第2方向の逆方向で前記第1遮光部に隣接している、液晶表示装置。
  17. 第1副画素と、前記第2遮光部を挟んで前記第1副画素と隣り合う第2副画素と、前記第1遮光部を挟んで前記第1副画素と隣り合う第3副画素と、前記第1遮光部を挟んで前記第2副画素と隣り合う第4副画素と、を有する単位画素が前記第1基板に設けられており、
    前記第1副画素の面積は、前記第3副画素の面積よりも小さく、
    前記第2副画素の面積は、前記第4副画素の面積よりも小さく、
    前記第3副画素は、青画素であり、
    前記第4副画素は、白画素であり、
    前記第1遮光部の前記第2方向の幅は、前記第2遮光部の前記第1方向の幅よりも大きい、請求項16に記載の液晶表示装置。
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