JP2020201345A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギャップ異常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。【解決手段】実施形態に係る液晶表示装置は、複数の画素が配置された表示領域を有する一対の基板と、複数の画素の各々を区画するために配置された遮光部材と、一対の基板の間に位置する液晶層と、液晶層を形成する間隙を保持するために配置された保持部材とを具備する。遮光部材は、第1方向と交差する第2方向に延在する第1遮光部材及び第2遮光部材と、第1方向に延在する第3遮光部材とを含む。第1遮光部材は、第3遮光部材に接続される第1端部を有する。第2遮光部材は、第3遮光部材に接続される第2端部を有し、第2遮光部材とは反対の方向に延在する。保持部材は、平面視において第1端部及び第2端部と重畳する位置に配置される。【選択図】図7
Description
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置においては、液晶層を形成するギャップ(間隙)を保持するためにスペーサが設けられている。スペーサは、ギャップ異常を抑制するために適切な位置に設けられる必要がある。
近年、液晶表示装置においては、表示領域の高精細化が進んでおり、画素幅は画素間隔が狭くなる一方、スペーサは所定の大きさを維持する必要があり、スペーサの配置がこれまで以上に表示品質に影響を及ぼしてきている。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ギャップ異常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。
実施形態に係る液晶表示装置は、複数の画素が配置された表示領域を有する一対の基板と、前記複数の画素の各々を区画するために配置された遮光部材と、前記一対の基板の間に位置する液晶層と、前記液晶層を形成する間隙を保持するために配置された保持部材とを具備する。前記遮光部材は、平面視において第1方向と交差する第2方向に延在する第1遮光部材及び第2遮光部材と、前記第1方向に延在する第3遮光部材とを含む。前記第1遮光部材は、前記第3遮光部材に接続される第1端部を有する。前記第2遮光部材は、前記第3遮光部材に接続される第2端部を有し、平面視において前記第1遮光部材とは反対の方向に延在する。前記保持部材は、平面視において前記第1端部及び前記第2端部と重畳する位置に配置される。
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。また、図面は、説明をより明確にするため、実施の態様に比べて、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。各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。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また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。
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置DSPの概略構成を示す。本実施形態に係る液晶表示装置DSP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。
液晶表示装置DSPは、一対の基板を有する表示パネルPNLを備える。液晶表示装置DSPにおいては、この一対の基板の間に液晶層が位置する。
表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域及び当該表示領域を囲む額縁状の非表示領域(表示領域の周辺に位置する領域)を有する。表示パネルPNLの表示領域には、複数の画素が例えばマトリクス状に配置されている。複数の画素の各々は、スイッチング素子を含む。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が用いられる。なお、表示パネルPNLの構成については後述する。
また、液晶表示装置DSPは、信号線駆動回路SD、走査線駆動回路GD、共通電極駆動回路CD及び制御回路(タイミングコントローラ)TCを備える。
信号線駆動回路SDは、複数の画素の各々に含まれるスイッチング素子のソース電極と信号線(ソース線)を介して電気的に接続されている。
走査線駆動回路GDは、複数の画素の各々に含まれるスイッチング素子のゲート電極と走査線(ゲート線)を介して電気的に接続されている。
なお、複数の画素の各々に含まれるスイッチング素子のドレイン電極は、後述するメモリ部と電気的に接続される。
共通電極駆動回路CDは、画素電極と絶縁膜を介して対向配置される共通電極と電気的に接続されている。
制御回路TCは、信号線駆動回路SD、走査線駆動回路GD及び共通電極駆動回路CDを駆動するための各種タイミング信号を生成する。なお、制御回路TCは、信号線駆動回路SDとともにDDIC内に収容されている。
液晶表示装置DSPにおいては、信号線駆動回路SD、走査線駆動回路GD及び共通電極駆動回路CDが制御回路TCからのタイミング信号に基づいて駆動することによって表示パネルPNLが有する表示領域に画像を表示することができる。
なお、図1においては、便宜的に、信号線駆動回路SD、走査線駆動回路GD、共通電極駆動回路CD及び制御回路TCが表示パネルPNLの外部に配置されているが、これらの回路は、例えば表示パネルPNL上に配置されていてもよい。また、表示パネルPNLはフレキシブル配線基板を介してCPU等の外部装置に接続されるが、当該フレキシブル配線基板上に上記回路を設ける構成も採用可能である。
次に、図2を参照して、表示パネルPNLの構成の一例について説明する。図2においては、上記した信号線駆動回路SD及び走査線駆動回路GDが表示パネルPNL上に配置されている例を示している。また、図2において、共通電極駆動回路CD及び制御回路TCは省略されている。
表示パネルPNLは、上記したように画像を表示する表示領域DA及び当該表示領域DAを囲む非表示領域NDA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S、走査線G、画素PX及び図示しない各種電圧を伝送するための配線や電源線等を備えている。
複数の画素(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平面上に規則的に配列されている。画素PXは、カラー画像を構成する最小単位である。画素PXは、複数の副画素Pから構成されている。具体的には、1つの画素PXは、副画素Pとして、例えば赤色(R)を表示する副画素、赤色寄りの緑色(RG)を表示する副画素、青色寄りの緑色(BG)を表示する副画素及び青色(B)を表示する副画素を備えている。なお、赤色寄りの緑色のスペクトルのピーク及び青色寄りの緑色のスペクトルのピークは、緑色として視認される光のスペクトルのピークと重複する部分を有する。また、赤色寄りの緑色のスペクトルは、青色寄りの緑色のスペクトル及び緑色のスペクトルに比して赤色のスペクトル側に寄っている。また、青色寄りの緑色のスペクトルは、赤色寄りの緑色のスペクトル及び緑色のスペクトルに比して青色のスペクトル側に寄っている。
なお、複数の副画素Pによって表示される色はこれら4色に限定されない。複数の副画素Pは、複数の異なる色を表示するものであればよく、例えば赤色を表示する副画素、緑色を表示する副画素、青色を表示する副画素及び白色を表示する副画素を備えていてもよい。
更に、各副画素Pは、複数のセグメント画素SGから構成されている。各セグメント画素SGには、信号線S及び走査線Gが接続されている。
セグメント画素SGは、画素回路CRと当該画素回路CRに接続された液晶素子LDとを備えている。図2においては示されていないが、液晶素子LDは、画素電極と、共通電極のうち当該画素電極と対向するように配置された一部分と、当該画素電極と当該共通電極の一部分との間に位置する液晶層とを有する。画素電極は、少なくとも金属層を含んで形成されており、当該金属層によって外部からの光を反射させる。なお、各セグメント画素SGの構成については後述する。
このような表示パネルPNLは、例えば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画素SGの画素電極で選択的に反射させることにより画像を表示する反射表示機能を備えた反射型の表示パネルである。
複数の信号線Sの各々は、第1方向Xに並べて配置され、信号線駆動回路SDに接続されている。信号線駆動回路SD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Sに出力する。なお、所定の階調に対応した信号電位とは、表示パネルPNLに画像を表示するための画素信号(データ信号)に相当する。
複数の走査線Gの各々は、第1方向Xに交差する第2方向Yに並べて配置され、走査線駆動回路GDに接続されている。走査線駆動回路GDは、セグメント画素SGへの画素信号の書き込み動作を制御するためのゲート駆動信号を、対応する走査線Gに出力する。
なお、信号線駆動回路SD及び走査線駆動回路GDは、表示パネルPNLの非表示領域NDAに形成されているが、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よいし、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よい。
また、図2においては1つの走査線駆動回路GDのみが示されているが、表示パネルPNLは、複数(例えば、2つ)の走査線駆動回路GDを備える構成であってもよい。2つの走査線駆動回路GDを備える構成の場合、例えば走査線駆動回路GDのうちの一方の走査線駆動回路GDに一部の走査線Gが接続され、他方の走査線駆動回路GDに残りの走査線Gが接続されるように構成される。この場合、一方の走査線駆動回路GDに接続される一部の走査線Gが奇数行の走査線Gであり、他方の走査線駆動回路GDに接続される残りの走査線Gが偶数行の走査線Gであってもよい。更に、同一の行の走査線Gが、一方の走査線駆動回路GDに接続される走査線と、他方の走査線駆動回路GDに接続される走査線とに分割されていてもよい。また、2つの走査線駆動回路GDが同一の走査線Gに接続される構成であってもよい。なお、2つの走査線駆動回路GDは、表示領域DAを挟んで対向するように配置される。
図2においては省略されているが、表示パネルPNLは、上記した信号線駆動回路SD及び走査線駆動回路GD以外に、電源回路等を更に備えていてもよい。
図3は、図2に示すセグメント画素SGに備えられる画素回路CR及び液晶素子LDの構成の一例を示す。本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、各セグメント画素SG内にデータ信号(画素信号)を記憶可能なメモリ部を有するMIP(Memory In Pixel)方式を採用した構成を有している。このような構成によれば、セグメント画素SG内のメモリ部に2値のデータ(論理「1」または論理「0」)を記憶し、当該2値のデータに基づいて、当該セグメント画素SGのオン状態及びオフ状態を実現できる。また、面積が同一または異なる複数のセグメント画素SGによって1つの副画素Pを構成し、これら複数のセグメント画素SGのオン及びオフの組み合わせによって当該副画素Pにおけるオン状態の面積を変化させる。このようなオン状態の面積の違いによって各副画素Pでの階調表示が実現される。このような階調表現方式は、面積階調法とも称される。なお、面積階調法とは、例えば画素電極の面積比を20、21、22、…、2n−1、のように重み付けしたN個のセグメント画素SGで2n個の階調を表現する階調表現方式である。
上記したMIP方式を採用した液晶表示装置DSPの場合、メモリ部に保持されているデータ信号を用いるため、階調を反映したデータ信号(信号電位)の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要がない。
また、表示領域DAに表示される画像(表示画面)のうちの一部のみを書き換える場合がある。この場合、部分的にセグメント画素SGのデータ信号を書き換えることで対応可能である。すなわち、書き換える必要のあるセグメント画素SGのみにデータ信号を出力し、書き換え不要のセグメント画素SGについてはデータ信号を出力する必要がない。
このため、MIP方式を採用した液晶表示装置DSPにおいては、当該液晶表示装置DSPの消費電力を抑制することができるという利点がある。
ここで、1つのセグメント画素SGは、上記したように画素回路CR及び液晶素子LDを備えている。なお、図3に示す画素電極PE、共通電極CE及び液晶層LCは、液晶素子LDを構成する。
画素電極PEは、セグメント画素SGの各々に配置され、画素回路CRと電気的に接続されている。共通電極CEは、セグメント画素SGの各々に配置される複数の画素電極PEと対向している。この共通電極CEには、COM駆動信号に基づいて駆動する共通電極駆動回路CDによってコモン電圧Vcomが印加される。液晶素子LDは、画素電極PEと共通電極CEとの間で発生する液晶層LCの容量成分(液晶容量)を形成する。
画素回路CRは、3つのスイッチSW1〜SW3及びメモリ部100(ラッチ部)を備えている。スイッチSW1は、例えばNchMOSトランジスタによって構成されている。スイッチSW1は、当該スイッチSW1の一端が信号線Sに接続され、他端がメモリ部100に接続されている。スイッチSW1のオン及びオフは、走査線Gから供給されるゲート駆動信号(制御信号)によって制御される。すなわち、スイッチSW1は、上記した走査線駆動回路GDから走査線Gを介してゲート駆動信号φVが与えられることによってオン状態となり、信号線駆動回路SDから信号線Sを介して供給されるデータ信号(階調に対応した画素信号)SIGを取り込むためのスイッチング素子である。なお、信号線駆動回路SDからデータ信号SIGが供給される信号線Sは、当該信号線駆動回路SDに入力されるソース駆動信号に基づいて選択される。
メモリ部100は、互いに逆向きに並列接続されたインバータIV1及びIV2を備える。この場合、インバータIV1の出力端子がインバータIV2の入力端子と接続され、インバータIV2の出力端子がインバータIV1の入力端子と接続されている。インバータIV1の出力端子及びインバータIV2の入力端子側のノードはスイッチSW3と接続され、インバータIV2の出力端子及びインバータIV1の入力端子側のノードはスイッチSW2と接続されている。なお、インバータIV1及びIV2の各々は、複数のTFTから構成される例えばCMOSインバータである。このように、メモリ部100は、スイッチSW1によって取り込まれたデータ信号SIGに応じた電位を保持(ラッチ)するSRAM構造となっている。
スイッチSW2及びSW3の各々は、例えばNchMOSトランジスタ及びPchMOSトランジスタが並列に接続されてなるトランスファスイッチによって構成されているが、他の構成のトランジスタを用いて構成することも可能である。
コモン電圧Vcomが交流電圧である場合、スイッチSW2の一端にはコモン電圧Vcomと逆相の電圧XFRPが与えられ、スイッチSW3の一端にはコモン電圧Vcomと同相の電圧FRPが与えられる。一方、コモン電圧Vcomが直流電圧である場合、スイッチSW2の一端には交流電圧XFRPが与えられ、スイッチSW3の一端にはコモン電圧Vcomと同じ電位が与えられる。スイッチSW2及びSW3の各々の他端は、互いに接続され、かつ、画素電極PEと電気的に接続されることにより、画素回路CRの出力ノードNoutを構成する。
スイッチSW2及びSW3は、メモリ部100の保持電位(メモリ部100に記憶されているデータ信号)の極性に応じて一方がオン状態となる。これにより、共通電極CEにコモン電圧Vcomが印加されている画素電極PEに対して、同相の電圧FRPまたは逆相の電圧XFRPが印加される。
次に、図4を参照して、本実施形態における画素PXを構成する副画素P及びセグメント画素SGの配置について概要を説明する。なお、図4においては、便宜的に、1つの画素PXのみが示されている。
図4において、画素PXは、SQUARE配列の4つの副画素P1〜P4を有している。副画素P1は、例えば赤色を表示する副画素である。副画素P2は、例えば黄緑色を表示する副画素である。副画素P3は、例えば青緑色を表示する副画素である。副画素P4は、例えば青色を表示する副画素である。
副画素P1及びP2は、第2方向Yに沿って隣り合うように並べて配置されている。副画素P3及びP4は、第2方向Yに沿って隣り合うように並べて配置されている。また、副画素P1及びP4は、第1方向Xに沿って隣り合うように並べて配置されている。更に、副画素P2及びP3は、第1方向Xに沿って隣り合うように並べて配置されている。
なお、各副画素P1〜P4において表示する色は、当該副画素P1〜P4の各々の画素電極PEと対向して配置されるカラーフィルタによって実現される。
ここで、副画素P1〜P4の各々は、複数のセグメント画素SGから構成されている。以下、副画素P1〜P4のうち副画素P1を構成するセグメント画素SGの一例について説明する。
図4に示すように、副画素P1は、セグメント画素SG1〜SG3を備える。セグメント画素SG1は、略正方形(四角形)の形状に形成されており、副画素P1及びP2の境界線と副画素P1及びP4の境界線とで形成される副画素P1の角部に配置されている。セグメント画素SG2は、L字形状に形成されており、セグメント画素SG1と接する位置に配置されている。セグメント画素SG3は、L字形状に形成されており、セグメント画素SG2と接する位置に配置されている。副画素P1は、上記したセグメント画素SG1〜SG3を組み合わせることによって形成される矩形形状を有する。セグメント画素SG1〜SG3の形状は、ここで説明した形状以外であってもよい。
なお、セグメント画素SG1〜SG3は面積比が例えば1:2:4(=20:21:22)となるように形成されており、画素PXの中心側に小面積のセグメント画素SG1が配置され、画素PXの外側に大面積のセグメント画素SG3が配置され、当該セグメント画素SG1とSG3との間にセグメント画素SG2が配置される。本実施形態において、この面積比は、各セグメント画素SGにおいて実質的に表示に寄与する領域の面積に基づくものであり、表示に寄与しない例えば遮光部材と重なる領域等の面積は含まれない。なお、セグメント画素SG1〜SG3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。
セグメント画素SG1は、3ビットの面積階調における最下位のビット(例えば、20)に相当する表示領域である。セグメント画素SG3は、3ビットの面積階調における最上位のビット(例えば、22)に相当する表示領域である。セグメント画素SG2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画素SG1〜SG3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。
ここでは、副画素P1(セグメント画素SG1〜SG3)について説明したが、他の副画素P2〜P4についても同様に、3つのセグメント画素SGから構成される。
なお、各副画素P1〜P4の各々は、ブラックマトリクスと称される遮光部材によって区画される。同様に、副画素P1〜P4の各々を構成する各セグメント画素SGは、ブラックマトリクス(遮光部材)によって区画される。
ところで、上記したように副画素P1〜P4の各々を構成するセグメント画素SGはそれぞれ画素回路CR及び液晶素子LDを備えている。このため、画素PXにおいて副画素P1〜P4及び当該副画素P1〜P4の各々を構成する複数のセグメント画素SGが図4に示すように配置されている場合、信号線駆動回路SDには、表示パネルPNLにおいて第1方向Xに配置されるセグメント画素SGの数と同数の信号線Sが接続されることになる。
なお、例えば副画素P1及びP2のような第2方向Yに隣接する副画素P(セグメント画素SG)においては、信号線Sは共用される。
一方、走査線駆動回路GDには、第2方向Yに配置される副画素Pの数と同数の走査線Gが接続されることになる。
図5は、図4に示す例えば副画素P1を構成する各セグメント画素SG1〜SG3の各々に備えられる画素回路CRのレイアウト(つまり、画素回路CRが配置される領域)の一例を示す。
ここでは、画素回路CRは、図5中の一点鎖線で示す領域に形成されるものとする。図5においては、画素回路CR1〜CR3が示されている。
画素回路CR1は、副画素P1を構成するセグメント画素SG1に備えられる画素回路である。画素回路CR2は、副画素P1を構成するセグメント画素SG2に備えられる画素回路である。画素回路CR3は、副画素P1を構成するセグメント画素SG3に備えられる画素回路である。
ここで、画素回路CR1〜CR3の各々は図5に示すようなレイアウトで配置されるが、セグメント画素SG1〜SG3(画素電極PE)の各々は、上記した図4に示す形状に形成される。
すなわち、例えば画素回路CR1と接続される液晶素子LD(つまり、セグメント画素SG1の表示に寄与する領域)は、当該セグメント画素SG1と重畳する領域に配置される。
また、画素回路CR2と接続される液晶素子LD(つまり、セグメント画素SG2の表示に寄与する領域)は、当該セグメント画素SG2と重畳する領域に配置される。
更に、画素回路CR3と接続される液晶素子LD(つまり、セグメント画素SG3の表示に寄与する領域)は、当該セグメント画素SG3と重畳する領域に配置される。
ここでは、副画素P1を構成する各セグメント画素SG1〜SG3の各々に備えられる画素回路CRのレイアウトについてのみ説明したが、他の副画素P2〜P4等についても同様である。
なお、図2に示すように、各セグメント画素SG1〜SG3は液晶素子LD(画素電極PE)と画素回路CRとを1つずつ有する構成となっているが、この画素回路CRは、複数の画素回路CRを並べて形成される画素回路層を形成し、また、画素電極PEは、複数の画素電極PEを並べて形成される画素電極層を構成する。また、画素回路層は、平坦化膜層を介して画素電極層下に設けられる。本実施形態は透過型ではなく反射型の液晶表示装置であり、各画素電極PEは、上記したように反射のための金属層を有している。すなわち、画素電極PEでの反射によって表示画像が形成される一方、画素電極層下の回路形状は表示に影響しない。このため、画素電極層における各画素電極PEの平面形状と、当該画素電極層下に設けられる画素回路層の各画素回路CRの平面形状とを一致させる必要はなく、図5に示すようにそれぞれ別個の平面形状を採用することができる。
より具体的には、図5に示すように、セグメント画素SG1〜SG3の並びや大きさは、面積階調のビット数や精細度によって異なる一方、各画素回路CRは同じ構成を有するため、同じ平面形状で形成される。したがって、図5に示すように、3つのセグメント画素SG1〜SG3の画素回路CR1〜CR3上に当該セグメント画素SG1〜SG3とは異なる形状の3つの画素電極PEが重なる構成を採用できる。更に、セグメント画素SG1〜SG3が配置される領域と画素回路CR1〜CR3が配置される領域とは必ずしも一致している必要はなく、これらは平面視で上下左右等にずれていても構わない。
ここで、本実施形態に係る液晶表示装置DSPにおいて、液晶層LCは、一対の基板の間に封入されて形成される。このため、液晶表示装置DSPにおいては、液晶層LCを形成するギャップ(間隙)を保持するために一対の基板の間にスペーサと称される保持部材を配置する必要がある。このスペーサは、例えば液晶層LCの厚さ(セルギャップ)を均一にするために用いられる。
なお、本実施形態に係る液晶表示装置DSPにおいて複数の画素PX、副画素P、セグメント画素SGの各々はブラックマトリクスによって区画されているところ、上記したスペーサは、平面視において当該ブラックマトリクスと重畳する位置(ブラックマトリクスの下部)に配置されることが一般的である。具体的には、スペーサは、例えばアクリル樹脂等により形成されているが、表示領域DAにおける画像の表示に影響を与えるため、例えば第1方向Xに延在するブラックマトリクスと第2方向Yに延在するブラックマトリクスとが十字に交差する位置(十字に交差したブラックマトリクスの中心)に配置されることが好ましい。なお、本実施形態において、「ブラックマトリクスが十字に交差する位置に配置する」とは、平面視において、ブラックマトリクスが十字に交差する領域と重畳する位置に配置することを意味するものとする。このような構成によれば、本実施形態に係る反射型の液晶表示装置DSPにおける反射領域(つまり、表示に寄与する開口率)を確保することができる。
ところで、上記した図4においては副画素P及びセグメント画素SGの典型的な配置例を説明しているが、画素PXにおいて副画素P1〜P4の各々の面積比率を変更する場合がある。
このような画素PXの場合、副画素P1〜P4及び当該副画素P1〜P4の各々を構成する複数のセグメント画素SGを区画するブラックマトリクスBMの全てを十字に交差させることができないため、スペーサを配置することができる位置が制限される。したがって、上記したように例えば4色の副画素P1〜P4の面積比率の柔軟な変更を可能とし、かつ、ギャップ異常を抑制するためには、ブラックマトリクスが十字に交差する部分以外にスペーサを配置する必要がある。
以下、図6を参照して、本実施形態に係る液晶表示装置DSPにおけるスペーサの配置例について具体的に説明する。図6は、平面視における主に1つの画素PX(副画素P1〜P4)及び当該画素PXと重畳するように配置されるスペーサの位置を示している。
図6に示す例において、画素PXは、副画素P1〜P4を有している。なお、副画素P1は例えば赤色を表示する副画素(R)であり、副画素P2は例えば赤色寄りの緑色を表示する副画素(RG)であり、副画素P3は例えば青色寄りの緑色を表示する副画素(BG)であり、副画素P4は例えば青色を表示する副画素(B)である。
ここで、図6に示すように、副画素P1は、セグメント画素SG11〜SG13から構成されている。
また、副画素P2は、セグメント画素SG21〜SG23から構成されている。
副画素P3は、セグメント画素SG31〜SG33から構成されている。更に、副画素P4は、セグメント画素SG41〜SG43から構成されている。
副画素P3は、セグメント画素SG31〜SG33から構成されている。更に、副画素P4は、セグメント画素SG41〜SG43から構成されている。
なお、上記した副画素P1を構成するセグメント画素SG11〜SG13の形状及び配置等については、上記した図4において説明した通りであるため、ここではその詳しい説明を省略する。副画素P2〜P4の各々を構成するセグメント画素SG21〜SG23、SG31〜SG33及びSG41〜SG43についても同様である。また、これらのセグメント画素SGの形状及びサイズは、当該セグメント画素SGにおける画素電極PEの形状及びサイズに相当する。
ここで、画素PXは、ブラックマトリクスBM(遮光部材)によって区画されている。図6に示す例では、画素PXは、第1方向Xに延在する2つのブラックマトリクスBM11及びBM12と、第2方向Yに延在する2つのブラックマトリクスBM13及び14とによって区画されている。
また、副画素P1〜P4は、ブラックマトリクスBMによって区画されている。図6に示す例では、副画素P1は、ブラックマトリクスBM11、BM13、BM21及びBM22によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM21は、画素PXの中央付近を第1方向Xに延在するブラックマトリクスである。また、ブラックマトリクスBM22は、副画素P1及びP4の境界に配置され、第2方向Yに延在するブラックマトリクスである。
副画素P2は、ブラックマトリクスBM12、BM13、BM21及びBM23によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM23は、副画素P2及びP3の境界に配置され、第2方向に延在するブラックマトリクスである。
副画素P3は、ブラックマトリクスBM12、BM14、BM21及びBM23によって区画されている。副画素P4は、ブラックマトリクスBM11、BM14、BM21及びBM22によって区画されている。
更に、セグメント画素SG11〜SG13、セグメント画素SG21〜SG23、セグメント画素SG31〜SG33、セグメント画素SG41〜SG43の各々は、ブラックマトリクスBMによって区画されている。
図6に示す例では、セグメント画素SG11は、ブラックマトリクスBM21、BM22及びBM31によって区画されている。また、セグメント画素SG12は、ブラックマトリクスBM21、BM22、BM31及びBM32によって区画されている。また、セグメント画素SG13は、ブラックマトリクスBM11、BM13、BM21、BM22及びBM32によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM31はセグメント画素SG11及びSG12の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスであり、ブラックマトリクスBM32はセグメント画素SG12及びSG13の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスである。
セグメント画素SG21は、ブラックマトリクスBM21、BM23及びBM33によって区画されている。また、セグメント画素SG22は、ブラックマトリクスBM21、BM23、BM33及びBM34によって区画されている。また、セグメント画素SG23は、ブラックマトリクスBM12、BM13、BM21、BM23及びBM34によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM33はセグメント画素SG21及びSG22の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスであり、ブラックマトリクスBM34はセグメント画素SG22及びSG23の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスである。
セグメント画素SG31は、ブラックマトリクスBM21、BM23及びBM35によって区画されている。また、セグメント画素SG32は、ブラックマトリクスBM21、BM23、BM35及びBM36によって区画されている。また、セグメント画素SG33は、ブラックマトリクスBM12、BM14、BM21、BM23及びBM36によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM35はセグメント画素SG31及びSG32の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスであり、ブラックマトリクスBM36はセグメント画素SG32及びSG33の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスである。
セグメント画素SG41は、ブラックマトリクスBM21、BM22及びBM37によって区画されている。また、セグメント画素SG42は、ブラックマトリクスBM21、BM22、BM37及びBM38によって区画されている。また、セグメント画素SG43は、ブラックマトリクスBM11、BM14、BM21、BM22及びBM38によって区画されている。なお、ブラックマトリクスBM37はセグメント画素SG41及びSG42の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスであり、ブラックマトリクスBM38はセグメント画素SG42及びSG43の境界に配置されたL字形状のブラックマトリクスである。
以下の説明においては、図6に示す画素PX、副画素P及びセグメント画素SGの各々が上記したブラックマトリクスBM11〜BM14、BM21〜BM24及びBM31〜BM38によって区画されているものとして説明する。
なお、本実施形態においては、例えば副画素P1を構成するセグメント画素SG11〜SG13の各々の第2方向Yの長さと、副画素P4を構成するセグメント画素SG41〜SG43の第2方向Yの長さとを同一とする。これによれば、L字状のブラックマトリクスBM31の第1方向Xに延在する部分とL字状のブラックマトリクスBM37の第1方向Xに延在する部分とが同一直線上に並ぶ。同様に、L字状のブラックマトリクスBM32の第1方向Xに延在する部分とL字状のブラックマトリクスBM38の第1方向Xに延在する部分とが同一直線上に並ぶ。
この場合、副画素P1の第1方向Xの長さと、副画素P4の第1方向Xの長さとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、副画素P1の第1方向Xの長さと、副画素P4の第1方向Xの長さとは、副画素P1及びP4の面積比率によって、適宜、調整可能である。図6においては、副画素P1の第1方向Xの長さと副画素P4の第1方向Xの長さとが異なる例が示されている。
同様に、例えば副画素P2を構成するセグメント画素SG21〜SG23の各々の第2方向Yの長さと、副画素P3を構成するセグメント画素SG31〜SG33の各々の第2方向Yの長さとを同一とする。これによれば、L字状のブラックマトリクスBM33の第1方向Xに延在する部分とL字状のブラックマトリクスBM35の第1方向Xに延在する部分とが同一直線上に並ぶ。同様に、L字状のブラックマトリクスBM34の第1方向Xに延在する部分とL字状のブラックマトリクスBM36の第1方向Xに延在する部分とが同一直線上に並ぶ。
この場合、副画素P2の第1方向Xの長さと、副画素P3の第1方向Xの長さとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、副画素P2の第1方向Xの長さと、副画素P3の第1方向Xの長さとは、副画素P2及びP3の面積比率によって、適宜、調整可能である。図6においては、副画素P2の第1方向Xの長さと副画素P3の第1方向Xの長さとが同一である例が示されている。
更に、副画素P1〜P4の面積比率は、副画素P1及びP4の第2方向Yの長さと、副画素P2及びP3の第2方向Yの長さとを変更することによっても調整可能である。
なお、ここでは便宜的に1つの画素PXについてのみ説明したが、当該画素PXの周辺(上下左右)には、当該画素PXと同様に副画素P1〜P4(セグメント画素SG11〜SG13、SG21〜SG23、SG31〜SG33、SG41〜SG43)を有し、これらの画素がブラックマトリクスBMで区画された他の画素PXが配置されている。
ここで、本実施形態においては、図6に示すように、例えば副画素P1を構成するセグメント画素SG11〜SG13の第1方向Xの長さと、副画素P2を構成するセグメント画素SG21〜SG23の第1方向Xの長さとが同一でない。このため、例えばL字状のブラックマトリクスBM31の第2方向Yに延在する部分とL字状のブラックマトリクスBM33の第2方向Yに延在する部分とは、直線形状となるように配置されず、ブラックマトリクスBM21の一部とともにクランク形状を形成する。
具体的には、例えばブラックマトリクスBM31の第2方向Yに延在する部分(第1遮光部材)は、ブラックマトリクスBM21(第3遮光部材)に接続される端部(第1端部)を有する。同様に、L字状のブラックマトリクスBM33の第2方向Yに延在する部分(第2遮光部材)は、ブラックマトリクスBM21に接続される端部(第2端部)を有する。なお、L字状のブラックマトリクスBM31の第2方向Yに延在する部分は、ブラックマトリクスBM21を挟んでL字状のブラックマトリクスBM33の第2方向Yに延在する部分とは反対の方向に延在している。また、上記したL字状のブラックマトリクスBM31の端部(第1端部)と、L字状のブラックマトリクスBM33の端部(第2端部)とは、第2方向Yにおいて互いに向き合わない(つまり、L字状のブラックマトリクスBM31及びBM33とが直線形状とならない)ように配置されている。
この場合、クランク形状とは、L字状のブラックマトリクスBM31の第2方向Yに延在する部分と、ブラックマトリクスBM21のうちのL字状のブラックマトリクスBM31の端部からL字状のブラックマトリクス33の端部までの部分と、L字状のブラックマトリクスBM33の第2方向Yに延在する部分とによって形成される形状をいう。
同様に、L字状のブラックマトリクスBM32の第2方向Yに延在する部分と、ブラックマトリクスBM21の一部と、L字状のブラックマトリクスBM34の第2方向Yに延在する部分とは、クランク形状を形成する。
ここでは、副画素P1及びP2に跨るようにクランク形状を形成するブラックマトリクスBMについて説明したが、副画素P3及びP4においても同様にクランク形状を形成するようにブラックマトリクスBMが配置されている。
更に、図6に示す例では、副画素P1及びP4の境界に配置されるブラックマトリクスBM22と、ブラックマトリクスBM21の一部と、副画素P2及びP3の境界に配置されるブラックマトリクスBM23とは、同様にクランク形状を形成している。
なお、本実施形態において画素PX及び副画素P1〜P4を区画するように配置されたブラックマトリクスBMは、第2方向に延在する部分よりも第1方向Xに延在する部分の方が幅が広くなるように形成されている。具体的には、図6に示すように、画素PX及び副画素P1〜P4を区画するように配置されたブラックマトリクスBMのうち第1方向Xに延在するブラックマトリクスBM11、BM12及びBM21の第2方向Yの幅は6.00μmであるのに対し、第2方向Yに延在するブラックマトリクスBM13、BM14、BM22及びBM23の第1方向Xの幅は5.00μmである。なお、各セグメント画素SGの境界に配置されるL字状のブラックマトリクスBM31〜B38においては、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幅は変わらないものとする(例えば、5.00μm)。
ここで説明したブラックマトリクスBMの幅は、一例であり、必要に応じて変更されてもよい。また、第1方向Xに延在するブラックマトリクスBMよりも第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMの方が幅が広くなるようにブラックマトリクスBMを形成してもよい。
次に、上記したように画素PX(副画素P1〜P4)及びブラックマトリクスBMが形成されている場合におけるスペーサの配置について具体的に説明する。
本実施形態においては上記したように一対の基板の間に液晶層LCを形成するためのギャップを保持するスペーサが配置されるが、当該スペーサには、メインスペーサ(第1保持部材)と当該メインスペーサを補助するために用いられるサブスペーサ(第2保持部材)とが含まれる。
まず、メインスペーサの配置について説明する。上記したようにスペーサは第1方向Xに延在するブラックマトリクスBMと第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMとが十字に交差する位置に配置されることが好ましい。このため、メインスペーサは、例えば画素PX及び副画素Pを区画するために第1方向X及び第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMが十字に交差する位置に配置される。
図6に示す例では、画素PXには、メインスペーサとして、メインスペーサSP11〜SP16が配置されている。
メインスペーサSP11は、画素PXを区画するために第1方向Xに延在するブラックマトリクスBM21と、画素PXを区画するために第2方向Yに延在するブラックマトリクスBM13とが交差する位置に配置されている。
ここで、図7は、図6に示すメインスペーサSP11の拡大図である。メインスペーサSP11は、例えば下面SP11aと当該下面SP11aよりも面積が大きい上面SP11bとを有し、当該上面SP11bから下面SP11aに向けて逆テーパ形状に形成されている。メインスペーサSP11の下面SP11a及び上面SP11bは略円形形状を有し、例えば下面SP11aの直径は9.5μm程度であるものとする。
上記したようにメインスペーサSP11は、ブラックマトリクスBM11及びBM13が十字に交差する位置に配置される。この場合、メインスペーサSP11は、平面視における当該メインスペーサSP11の中心とブラックマトリクスBM11及びBM13が十字に交差する領域の中心とが一致するように(つまり、十字に交差するブラックマトリクスBMBM11及びBM13の中心に)配置される。これによれば、メインスペーサSP11の例えば頂面は、平面視において、十字に交差するブラックマトリクスBM11及びBM13によって区画される4つの画素(つまり、副画素P1〜P4)のそれぞれと同じように重畳する。
図8は、図7に示すA−A´線に沿ったメインスペーサSP11の断面図である。図8に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置DSPは、一対の基板として、第1基板SUB1及び第2基板SUB2を有する。
第1基板SUB1は、例えば画素電極PE及び配向膜AL1等を備える。画素電極PEは、反射電極REと、当該反射電極REに積層された透明な保護電極TEとを備えている。反射電極REは、可視光の反射率が高いアルミニウムや銀等の金属材料によって形成されている。保護電極TEは、ITOやIZO等の透明導電材料によって形成されている。
配向膜AL1は、画素電極PEを覆い、液晶層LCと接している。配向膜AL1は、ラビング処理または光配向処理等の配向処理が施されている。
第2基板SUB2は、ブラックマトリクスBM11、カラーフィルタ層CF及びオーバーコート層OC、共通電極CE及び配向膜AL2等を備える。
上記したように図8は図7に示すA−A´線に沿った断面図であるため、図8においてメインスペーサSP11と重畳する位置に配置されているブラックマトリクスBM11の左側に位置するカラーフィルタ層CFは青色寄りの緑色(BG)のカラーフィルタであり、当該ブラックマトリクスBM11の右側に位置するカラーフィルタ層CFは赤色(R)のカラーフィルタである。
オーバーコート層OCは、カラーフィルタ層CFを覆うとともに、当該カラーフィルタ層CFの表面を平坦化している。
配向膜AL2は、配向膜AL1と同様に、ラビング処理または光配向処理等の配向処理が施されている。なお、共通電極CEは、オーバーコート層OCと配向膜AL2の間に配置されている。
また、上記したように一対の基板(第1基板SUB1及び第2基板SUB2)の間には液晶層LCが配置されるが、本実施形態におけるメインスペーサSP11は、上記したように逆テーパ形状を有し、当該液晶層LCを形成するためのギャップを保持するようにブラックマトリクスBM11と重畳する位置に配置される。この場合、メインスペーサSP11の下面SP11aは、例えば配向膜AL1に接している。一方、メインスペーサSP11の上面SP11bは、共通電極CE及び配向膜AL2の端部に接触している。
ここではメインスペーサSP11について主に説明したが、メインスペーサSP12〜SP16は、配置される位置(領域)が異なる点以外はメインスペーサSP11と同様である。
なお、メインスペーサSP12は、ブラックマトリクスBM12と、ブラックマトリクスBM13とが交差する位置に配置されている。メインスペーサSP13は、ブラックマトリクスBM12と、ブラックマトリクスBM14とが交差する位置に配置されている。メインスペーサ14は、ブラックマトリクスBM11と、ブラックマトリクスBM14とが交差する位置に配置されている。
また、メインスペーサSP15は、ブラックマトリクスBM21と、ブラックマトリクスBM13とが交差する位置に配置されている。メインスペーサSP16は、ブラックマトリクスBM21と、ブラックマトリクスBM14とが交差する位置に配置されている。
上記したように各画素PXはそれぞれ異なる色を表示する副画素P1〜P4を備えるが、本実施形態において、メインスペーサは、当該4つの色を表示する副画素P1〜P4を区画するようにブラックマトリクスBMが十字に交差する位置(つまり、副画素P1〜P4の境界部分)に配置されるものとする。
次に、サブスペーサの配置について説明する。メインスペーサはサブスペーサと比較して安定してギャップを保持することが可能であるが、気泡不良等を避けるためには、メインスペーサを低密度で配置することが好ましい。
このため、メインスペーサは上記した位置に配置し、ブラックマトリクスBMが交差する領域のうちメインスペーサが配置されていない領域にはサブスペーサを配置するものとする。
図6に示す例では、画素PXには、サブスペーサとして、サブスペーサSP21〜SP23が配置されている。
サブスペーサSP21は、L字状のブラックマトリクスBM31の第1方向Xに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM37の第1方向Xに延在する部分と、ブラックマトリクスBM22とが交差する位置に配置されている。
サブスペーサSP22は、L字状のブラックマトリクスBM32の第1方向Xに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM38の第1方向Xに延在する部分と、ブラックマトリクスBM22とが交差する位置に配置されている。
サブスペーサSP23は、L字状のブラックマトリクスBM34の第1方向Xに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM36の第1方向Xに延在する部分と、ブラックマトリクスBM23とが交差する位置に配置されている。
なお、サブスペーサSP21〜SP23以外のサブスペーサとして、例えばL字状のブラックマトリクスBM33の第1方向Xに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM35の第1方向Xに延在する部分と、ブラックマトリクスBM23とが交差する位置に更にサブスペーサが配置されてもよい。この場合、上記したサブスペーサSP21〜SP23のうちの少なくとも1つが省略されてもよい。
ここで、上記したように第1方向Xに延在するブラックマトリクスBMと第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMとが十字に交差する位置にのみスペーサ(メインスペーサSP11〜SP16及びサブスペーサSP21〜SP23)を配置した場合には、当該スペーサの数が十分でない。この場合、画面が押圧される等した場合にギャップが正常に戻るのに時間がかかる、あるいは戻りきらなくなるといったギャップ異常を生じる可能性がある。
そこで、本実施形態においては、上記したようにブラックマトリクスBMによってクランク形状が形成されている位置(以下、クランク部分と表記)に更にサブスペーサを配置するものとする。図6に示す例では、サブスペーサSP24及びSP25が配置されている。
サブスペーサSP24は、ブラックマトリクスBM21の一部と、L字状のブラックマトリクスBM32の第2方向Yに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM34の第2方向Yに延在する部分とによって形成されるクランク部分に配置されている。
上記したようにブラックマトリクスBM21、BM32及びBM34がクランク形状を形成する場合には、L字状のブラックマトリクスBM32の端部がブラックマトリクスBM21に接続され、L字状のブラックマトリクスBM34の端部がブラックマトリクスBM21に接続される。この場合において、「スペーサ(例えば、サブスペーサ)がクランク部分に配置される」とは、平面視において、当該スペーサがL字状のブラックマトリクスBM32の端部及びL字状のブラックマトリクスBM34の端部と重畳する位置に配置されることを意味する。
ここで、図9は、図6に示すサブスペーサSP24の拡大図である。サブスペーサSP24は、上記したメインスペーサと同様に、例えば下面SP24aと当該下面SP24aよりも面積が大きい上面SP24bとを有し、当該上面SP24bから下面SP24aに向けて逆テーパ形状に形成されている。サブスペーサSP24の下面SP24a及び上面SP24bは略円形形状を有し、当該下面SP24aの直径は例えば9.0μm程度であるものとする。なお、サブスペーサSP24の下面SP24a及び上面SP24bの面積は、例えば上記したメインスペーサSP11〜SP16よりも小さくなるように形成されているものとする。
上記したようにサブスペーサSP24は、平面視においてL字状のブラックマトリクスBM32の端部E1とL字状のブラックマトリクスBM34の端部E2と重畳する位置に配置されている。この場合、サブスペーサSP24は、例えば平面視における当該サブスペーサSP24の中心から端部E1の中心線までの第1方向Xの距離と当該スペーサSP24の中心から端部E2の中心線までの第1方向Xの距離とが等しくなる位置に配置される。また、サブスペーサSP24は、平面視においてクランク形状を形成するブラックマトリクスBM21、BM34及びBM36によって区画される4つの画素(ここでは、セグメント画素SG12、SG13、SG22及びSG23)の全てと重畳する位置に配置される。
図9に示す例では、サブスペーサSP24は、セグメント画素SG12及びクランク形状を形成するブラックマトリクスBM21、BM34及びBM36を介してセグメント画素SG12と対角の位置に配置されているセグメント画素SG23と重畳している。この場合、サブスペーサSP24は、当該サブスペーサSP24がセグメント画素SG12と重畳する領域の形状及びサイズと、当該サブスペーサSP24がセグメント画素SG23と重畳する領域の形状及びサイズとが略同一となる位置に配置される。
また、サブスペーサSP24は、セグメント画素SG13及びクランク形状を形成するブラックマトリクスBM21、BM34及びBM36を介してセグメント画素SG13と対角の位置に配置されているセグメント画素SG22と重畳している。この場合、サブスペーサSP24は、当該サブスペーサSP24がセグメント画素SG13と重畳する領域の形状及びサイズと、サブスペーサSP24がセグメント画素SG22と重畳する領域の形状及びサイズとが略同一となる位置に配置される。
ここではサブスペーサSP24がクランク形状を形成するブラックマトリクスBM21、BM34及びBM36によって区画される4つの画素の全てと重畳するものとして説明したが、サブスペーサSP24は、当該4つの画素のうちの少なくとも2つの画素(例えば、対角の位置に配置されているセグメント画素SG12及びSG23)と重畳する位置に配置されてもよい。
なお、サブスペーサSP24は、上記したL字状のブラックマトリックスBM32の中心線とL字状のブラックマトリックスBM34の中心線間の距離が予め定められた距離以内であるクランク形状の位置に配置されるものとする。このため、図6に示す例では、例えばブラックマトリクスBM21の一部と、ブラックマトリクスBM22と、ブラックマトリクスBM23とによって形成されるクランク部分には、サブスペーサは配置されていない。
図10は、図9に示すB−B´線に沿ったサブスペーサSP24の断面図である。なお、図10においては、上記した図8と同様の部分には同一参照符号を付し、その詳しい説明を省略する。ここでは、図8と異なる部分について主に説明する。
図10に示すサブスペーサSP24は、上記したメインスペーサと同様に逆テーパ形状を有するが、下面SP24a及び上面SP24bの面積が小さく、第3方向Zの長さ(高さ)が短い点で、当該メインスペーサとは異なる。
このようなサブスペーサSP24によれば、例えば表示領域(表示面)が押下されたような場合に液晶層LCが形成されるギャップを支持することができるため、メインスペーサを補助し、ギャップ異常の抑制に寄与することができる。
なお、図10は図9に示すB−B´線に沿った断面図であるため、図10においてサブスペーサSP24と重畳する位置に配置されているブラックマトリクスBM21の左側に位置するカラーフィルタ層CFは赤色寄りの緑色(RG)のカラーフィルタであり、当該ブラックマトリクスBM21の右側に位置するカラーフィルタ層CFは赤色(R)のカラーフィルタである。
ここではサブスペーサSP24について主に説明したが、サブスペーサSP25は、配置される位置(領域)が異なる点以外はサブスペーサSP24と同様である。
なお、サブスペーサSP25は、上記したブラックマトリクスBM21の一部と、L字状のブラックマトリクスBM36の第2方向Yに延在する部分と、L字状のブラックマトリクスBM38の第2方向Yに延在する部分とによって形成されるクランク部分に配置されている。
図6においてはサブスペーサSP24及びSP25が配置されるものとして説明したが、サブスペーサは他のクランク部分に更に配置されても構わない。この場合、サブスペーサSP24及びSP25のうちの少なくとも1つが省略されてもよい。
本実施形態において、サブスペーサは、例えば副画素P1〜P4のうちの2つの色を表示する副画素Pの境界であって、ブラックマトリクスBMが十字に交差する位置またはブラックマトリクスBMによって形成されるクランク部分に配置されるものとする。
すなわち、メインスペーサは、画素PX間に配置され、異なる画素PX間で4色の副画素Pと重なるように配置される。また、サブスペーサは、画素PX内に配置され、当該画素PX内で2色の副画素Pと重なる位置に配置されている。
図6に示す例では、メインスペーサSP11〜SP16及びサブスペーサSP21〜SP25が配置されるものとして説明したが、配置されるメインスペーサ及びサブスペーサの数や当該メインスペーサ及びサブスペーサが配置される位置等については、設計等に応じて、適宜、変更されても構わない。
上記したように本実施形態においては、クランク形状を形成するように画素PX、副画素P及びセグメント画素SGを区画するブラックマトリクスBM(遮光部材)が配置され、当該ブラックマトリクスBMによって形成されるクランク部分にスペーサが配置される。具体的には、本実施形態において、ブラックマトリクスBMは、平面視において第2方向Yに延在する第1ブラックマトリクスBM(第1遮光部材)及び第2ブラックマトリクスBM(第2遮光部材)と、第1方向Xに延在する第3ブラックマトリクスBM(第3遮光部材)とを含む。第1ブラックマトリクスBMは、第3ブラックマトリクスBMに接続される第1端部を有する。第2ブラックマトリクスBMは、第3ブラックマトリクスBMに接続される第2端部を有し、平面視において第1ブラックマトリクスBMとは反対の方向に延在する。なお、上記したスペーサは、この第1端部及び第2端部と重畳する位置に配置される。本実施形態においては、上記したようにクランク部分にスペーサを配置することによって、ギャップ異常を抑制することが可能となる。
ここで、第1方向Xに延在するブラックマトリクスBMと第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMが十字に交差する位置にスペーサを配置することが好ましいところ、例えば図11に示すように画素中心線を介して左右対称に副画素P1〜P4(セグメント画素SG11〜SG13、SG21〜SG23、SG31〜SG33、SG41〜SG43)が形成されている場合には、スペーサは、図11に示す位置101〜116の中から適切な位置に配置することができるため、ギャップ異常が生じる可能性は低い。
一方、副画素P1〜P4の面積比率を変更し、例えば図12に示すように副画素P1〜P4(セグメント画素SG11〜SG13、SG21〜SG23、SG31〜SG33、SG41〜SG43)が構成されている場合、ブラックマトリクスBMが十字状に交差している箇所が少ない。この場合、上記したようにブラックマトリクスBMが十字に交差する位置だけにスペーサを配置するものとすると、当該スペーサは、図12に示す位置201〜210にしか配置することができず、外力等に抗してギャップを維持することが困難となる可能性がある。
そこで、本実施形態においては、上記したようにクランク部分211〜214にもスペーサを配置する構成としたことにより、副画素P1〜P4の面積比率の柔軟な変更及びギャップ異常の抑制を両立することができる。また、スペーサをクランク部分に配置することによって、当該スペーサを配置することによる開口率の低下を抑制することも可能である。
なお、本実施形態においてスペーサをクランク部分に配置する場合、クランク部分(クランク形状)における第1端部及び第2端部間の距離(第1方向Xの距離)は、予め定められた距離以内であるものとする。これによれば、第1端部及び第2端部間の距離が広いクランク部分にスペーサを配置する構成と比較して、より適切にスペーサをブラックマトリクスBMで遮光し、開口率の低下を抑制することができる。
また、本実施形態において、上記した第1ブラックマトリクスBM及び第3ブラックマトリクスBMは例えば第1セグメント画素SG及び第2セグメント画素SG(第1画素及び第2画素)を区画し、第2ブラックマトリクスBM及び第3ブラックマトリクスBMは例えば第3セグメント画素SG及び第4セグメント画素SG(第3画素及び第4画素)を区画し、スペーサは、平面視において、第1〜第4セグメント画素SGのうちの少なくとも2つの画素と重畳する位置に配置される。
この場合において、スペーサが第1セグメント画素SG及び当該第1セグメント画素SGと対角の位置に配置される第4セグメント画素SGと重畳する位置に配置されるものとすると、スペーサは、当該スペーサが第1セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズと当該スペーサが第4セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズとが略同一となるように配置される。
これによれば、スペーサをブラックマトリクスBMによって形成されるクランク部分の中央付近に配置することができ、適切にスペーサをブラックマトリクスBMで遮光することができる。
なお、スペーサは、上記した第1〜第4セグメント画素SGの全てと重畳する位置に配置されてもよい。この場合、スペーサは、当該スペーサが第1セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズと当該スペーサが第4セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズとが略同一となり、当該スペーサが第2セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズと当該スペーサが第3セグメント画素SGと重畳する領域の形状及びサイズとが略同一となるように配置されればよい。
更に、本実施形態において、スペーサは、平面視における当該スペーサの中心から第1端部までの距離と、当該スペーサの中心から第2端部までの距離とが同一となる位置に配置されてもよい。なお、スペーサの中心から第1端部までの距離は、例えばスペーサの中心から第1端部の中心線までの距離であってもよいし、スペーサの中心から第1端部の予め定められた点(例えば、最もスペーサの中心に近い点または遠い点等)までの距離であってもよい。スペーサの中心から第2端部までの距離についても同様である。
また、本実施形態におけるスペーサは、例えばメインスペーサ(第1保持部材)及びサブスペーサ(第2保持部材)を含む。ここで、本実施形態において、ブラックマトリクスBMは、第2方向Yに延在するブラックマトリクスBMよりも第1方向Xに延在するブラックマトリクスBM(画素PX及び副画素Pを区画するブラックマトリクスBM)の方が幅が広くなるように形成されているものとする。この場合、幅が広いブラックマトリクスBMが交差する部分(クロス部)は幅が狭いブラックマトリクスBMが交差する部分よりもフラットな形状となる。このため、本実施形態において、メインスペーサは、画素PX及び副画素Pを区画するために第1方向Xに延在するブラックマトリクスBM(第3遮光部材)と当該画素PXを区画するために第2方向Yに延在するブラックマトリクスBM(第4遮光部材)とが交差する位置に配置する。これによれば、メインスペーサは安定して液晶層LCが形成されるギャップを保持することができる。
一方、サブスペーサはメインスペーサと比較して平面視における面積(径)が小さくなるように形成されていることから、クランク部分には、メインスペーサではなくサブスペーサを配置する。
なお、本実施形態において、メインスペーサは異なる色を表示する4つの副画素Pの境界部分(副画素P1〜P4を区画するようにブラックマトリクスBMが十字に交差する位置)に配置され、サブスペーサは2つの色を表示する2つの副画素Pの境界部分(例えば、副画素P1及びP2または副画素P3及びP4に跨るように形成されたクランク部分)に配置されるものとする。本実施形態において、スペーサは、カラーフィルタ上に積層して設けられる。カラーフィルタは、その色によって厚さが若干異なる場合があるが、本実施形態においては、いずれのメインスペーサも4色のカラーフィルタが互いに隣り合う位置に設けられ、サブスペーサは2色のみが隣り合う位置に設けられる。すなわち、表示領域内のいずれのメインスペーサもその下地条件は同じとなり、場所によってメインスペーサの高さが変わってしまう等不具合を生じる虞はない。サブスペーサも同様である。
換言すると、本実施形態においては、断面構造(高さ方向、積層膜)が同様の位置にスペーサを配置することによって、よりギャップ異常を抑制することができる。
換言すると、本実施形態においては、断面構造(高さ方向、積層膜)が同様の位置にスペーサを配置することによって、よりギャップ異常を抑制することができる。
なお、本実施形態においては、例えば図9に示すように、端部E1及び端部E2が互いに向き合わない位置にL字状のブラックマトリクスBM32及びBM34が配置されたクランク部分にサブスペーサSP24が配置されるものとして説明したが、サブスペーサSP24とクランク部分との位置関係は図9と異なっていてもよい。
具体的には、例えば図13に示すように、サブスペーサSP24は、端部E1の一部と端部E2の一部とが第2方向Yにおいて互いに向き合う位置にL字状のブラックマトリクスBM32及びBM34を配置して形成されるクランク部分に配置されてもよい。
また、例えば図14に示すように、サブスペーサSP24は、例えばL字状のブラックマトリクスBM32の端部E1がサブスペーサSP24の上面SP24bにのみ重畳し、ブラックマトリクス34の端部E2がサブスペーサSP24の下面SP24a及び上面SP24bに重畳する位置に配置されてもよい。
更に、例えば図15に示すように、サブスペーサSP24は、L字状のブラックマトリクスBM32の端部E1及びL字状のブラックマトリクスBM34の端部E2の各々がサブスペーサSP24の上面SP24bにのみ重畳する(つまり、サブスペーサSP24とL字状のブラックマトリクスBM32及び34の各々とが重畳する面積が小さくなる)位置に配置されてもよい。
また、例えば図16に示すように、サブスペーサSP24は、それぞれ幅の異なるL字状のブラックマトリクスBM32及びBM34によって形成されるクランク部分に配置されてもよい。
更に、上記した図9及び図13〜図16においてはL字状のブラックマトリクスBM32及びBM34がブラックマトリクスBM21が延在する第1方向Xに対して垂直方向(つまり、第2方向Y)に延在するものとして説明したが、当該L字状のブラックマトリクスBM32及びBM34は、例えば図17に示すようにブラックマトリクスBM21が延在する第1方向Xに対して垂直以外の方向に延在していてもよい。
なお、上記したいくつかの例においては、L字状のブラックマトリクスBM32及びBM34が平行となるように配置されているが、当該L字状のブラックマトリクスBM32及びBM34は平行でなくても構わない。
ここでは、サブスペーサSP24について説明したが、クランク部分に配置される他のスペーサについても同様である。すなわち、本実施形態は、ブラックマトリクスBMによって形成されるクランク部分にスペーサが配置される構成であれば、当該クランク部分の形状及び当該クランク部分に配置されるスペーサの位置等については様々な態様で実現可能である。
なお、本実施形態においては複数のセグメント画素SGの各々がメモリ部を備えるMIP方式を採用した液晶表示装置について主に説明したが、本実施形態は、当該MIP方式を採用していない他の液晶表示装置に適用されても構わない。
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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
DSP…液晶表示装置、PNL…表示パネル、SD…信号線駆動回路、GD…走査線駆動回路、CD…共通電極駆動回路、PX…画素、P,P1〜P4…副画素、SG,SG1〜SG3,SG11〜SG13,SG21〜SG23,SG31〜SG33,SG41〜SG43…セグメント画素、CR,CR1〜CR3…画素回路、LD…液晶素子、S…信号線、G…走査線、PE…画素電極、CE…共通電極、LC…液晶層、SW1〜SW3…スイッチ、IV1,IV2…インバータ、BM,BM11〜14,BM21〜BM23,BM31〜BM38…ブラックマトリクス、SP11〜SP16…メインスペーサ、SP21〜SP25…サブスペーサ、E1,E2…端部。
Claims (16)
- 複数の画素が配置された表示領域を有する一対の基板と、
前記複数の画素の各々を区画するために配置された遮光部材と、
前記一対の基板の間に位置する液晶層と、
前記液晶層を形成する間隙を保持するために配置された保持部材と
を具備し、
前記遮光部材は、平面視において第1方向と交差する第2方向に延在する第1遮光部材及び第2遮光部材と、前記第1方向に延在する第3遮光部材とを含み、
前記第1遮光部材は、前記第3遮光部材に接続される第1端部を有し、
前記第2遮光部材は、前記第3遮光部材に接続される第2端部を有し、平面視において前記第1遮光部材とは反対の方向に延在し、
前記保持部材は、平面視において前記第1端部及び前記第2端部と重畳する位置に配置される
液晶表示装置。 - 前記保持部材は、前記第1端部及び前記第2端部間の距離が予め定められた距離以内である場合に、前記第1端部及び前記第2端部と重畳する位置に配置される請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記第1遮光部材及び前記第3遮光部材は、第1画素及び第2画素を区画し、
前記第2遮光部材及び前記第3遮光部材は、第3画素及び第4画素を区画し、
前記保持部材は、平面視において前記第1画素、前記第2画素、前記第3画素及び前記第4画素のうちの少なくとも2つの画素と重畳する位置に配置される
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記保持部材が前記第1画素及び前記第4画素と重畳する位置に配置される場合、前記前記保持部材が前記第1画素と重畳する領域の形状及びサイズは、前記保持部材が前記第4画素と重畳する領域の形状及びサイズと略同一である請求項3記載の液晶表示装置。
- 前記第1遮光部材及び前記第3遮光部材は、第1画素及び第2画素を区画し、
前記第2遮光部材及び前記第3遮光部材は、第3画素及び第4画素を区画し、
前記保持部材は、平面視において前記第1画素、前記第2画素、前記第3画素及び前記第4画素の全てと重畳する位置に配置される
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記第1画素は、前記第1遮光部材、前記第2遮光部材及び前記第3遮光部材を介して前記第4画素と対角の位置に配置され、
前記第2画素は、前記第1遮光部材、前記第2遮光部材及び前記第3遮光部材を介して前記第3画素と対角の位置に配置され、
前記保持部材が前記第1画素と重畳する領域の形状及びサイズは、前記保持部材が前記第4画素と重畳する領域の形状及びサイズと略同一であり、
前記保持部材が前記第2画素と重畳する領域の形状及びサイズは、前記保持部材が前記第3画素と重畳する領域の形状及びサイズと略同一である
請求項5記載の液晶表示装置。 - 前記保持部材は、平面視における当該保持部材の中心から前記第1端部までの距離と当該保持部材の中心から前記第2端部までの距離とが同一となる位置に配置される請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記第3遮光部材は、当該第3遮光部材の前記第2方向の幅が、前記第1遮光部材及び前記第2遮光部材の前記第1方向の幅よりも広くなるように形成されている請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記遮光部材は、前記第3遮光部材と交差するように配置された第4遮光部材を更に含み、
前記保持部材は、第1保持部材と、当該第1保持部材を補助するための第2保持部材を含み、
前記第1保持部材は、平面視において前記第3遮光部材と前記第4遮光部材とが交差する位置に配置され、
前記第2保持部材は、前記第1端部及び前記第2端部と重畳する位置に配置される
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記第1遮光部材及び前記第3遮光部材は、第1色を表示する2つの画素を区画し、
前記第2遮光部材及び前記第3遮光部材は、第1色とは異なる第2色を表示する2つの画素を区画し、
前記第3遮光部材及び前記第4遮光部材は、前記第1色及び前記第2色を含む異なる4色をそれぞれ表示する4つの画素を区画する
請求項9記載の液晶表示装置。 - 前記第1遮光部材及び前記第2遮光部材は、前記第1端部と前記第2端部とが前記第2方向において互いに向き合わない位置に配置されている請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記第1遮光部材及び前記第2遮光部材は、前記第1端部の一部と前記第2端部の一部とが前記第2方向において互いに向き合う位置に配置されている請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記保持部材は、下面と当該下面よりも面積が大きい上面とを有し、当該上面から当該下面に向けて逆テーパ形状に形成されており、平面視において、前記第1端部が前記上面に重畳し、前記第2端部が前記下面及び前記上面に重畳する位置に配置される請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記保持部材は、下面と当該下面よりも面積が大きい上面とを有し、当該上面から当該下面に向けて逆テーパ形状に形成されており、平面視において、前記第1端部及び前記第2端部の各々が前記上面に重畳する位置に配置される請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記第1遮光部材及び前記第2遮光部材の前記第1方向の幅は異なる請求項1記載の液晶表示装置。
- 前記複数の画素の各々は、前記表示領域に画像を表示するための画素信号が書き込まれるメモリ部を含む請求項1〜15のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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