JP2022178502A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部材の数を抑えつつ、狭額縁であり、かつ、額縁部の見栄え悪化を抑制することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】画像が表示される表示部と、上記表示部の周囲に位置する額縁部と、を有し、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、ゲート線及びソース線に接続されたスイッチング素子を有する第一の基板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板と、を備え、上記第一の基板は、上記額縁部において、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板と、反射率低減層と、上記ゲート線が設けられたゲート配線層及び上記ソース線が設けられたソース配線層の少なくとも一方の配線層であって、上記反射率低減層に重畳するメタル配線層と、を備え、上記反射率低減層の観察面側の反射率は、上記メタル配線層の観察面側の反射率よりも低い液晶表示装置。【選択図】 図2
Description
以下の開示は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、液晶層に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶層に含まれる液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。
液晶表示装置は、例えば、カバーガラス(CG:Cover Glass)と、第一の偏光板と、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を備えるTFT基板と、液晶層と、カラーフィルタ(CF:Color Filter)を備えるCF基板と、第二の偏光板と、CGと、を備える。
液晶表示装置に関する技術として、例えば、特許文献1には、互いに対向配置された第1基板及び第2基板と、表示領域を囲む額縁領域に沿って環状に連続する領域をシール領域として該シール領域に配置され、上記第1基板及び第2基板を貼り合わせるシール材と、上記第1基板及び第2基板の間の上記シール材で囲まれた領域に設けられた液晶層と、上記第1基板の上記液晶層とは反対側に設けられた第1偏光板と、上記第2基板の上記液晶層とは反対側に設けられた第2偏光板と、を備え、少なくとも上記第1基板と上記第1偏光板との間において、上記額縁領域のうち少なくとも上記シール領域の一部を含む領域には、額縁遮光層が設けられて該額縁遮光層により額縁遮光領域が構成されている液晶表示装置が開示されている。
液晶表示装置、特にモバイル機器向けの液晶表示装置は薄くて軽く、かつ、安価であることが好ましい。そこで、カバーガラスを取り除くCGレスにより、これらの需要に応えようとしている。
また、デザイン性の観点からは狭額縁が求められている。液晶表示装置は、通常、観察面側にCF基板を備えるが、CF基板よりも基板サイズの大きいTFT基板を観察者側に配置する反転構造により、狭額縁を実現することができる。
しかしながら、当該反転構造とすることにより、TFT基板に設けられた配線メタルに起因して、特に額縁部の見栄えが悪化する。すなわち、配線メタルの反射率が高いため、外光反射により見栄えが悪化してしまう。
このような課題に対する解決策として、額縁部に加飾印刷を施して外光の反射を抑える方法が挙げられる。具体的には、液晶表示装置の偏光板とCGとの間に黒インクを設ける方法が考えられる。しかしながら、モバイル向けの液晶表示装置の場合はCGレスが求められている。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、部材の数を抑えつつ、狭額縁であり、かつ、額縁部の見栄え悪化を抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
(1)本発明の一実施形態は、画像が表示される表示部と、上記表示部の周囲に位置する額縁部と、を有し、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、ゲート線及びソース線に接続されたスイッチング素子を有する第一の基板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板と、を備え、上記第一の基板は、上記額縁部において、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板と、反射率低減層と、上記ゲート線が設けられたゲート配線層及び上記ソース線が設けられたソース配線層の少なくとも一方の配線層であって、上記反射率低減層に重畳するメタル配線層と、を備え、上記反射率低減層の観察面側の反射率は、上記メタル配線層の観察面側の反射率よりも低い、液晶表示装置。
(2)また、本発明のある実施形態は、上記(1)の構成に加え、上記メタル配線層は、上記ゲート配線層及び上記ソース配線層のうち、より観察面側に配置される配線層を含む、液晶表示装置。
(3)また、本発明のある実施形態は、上記(1)又は(2)の構成に加え、上記第一の偏光板の観察面側に、カバーガラスを有していない、液晶表示装置。
(4)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)又は上記(3)の構成に加え、上記第一の基板は、端子が配置される端子辺を有し、上記第一の偏光板は、上記端子辺の端辺まで延設されている、液晶表示装置。
(5)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)又は上記(4)の構成に加え、上記反射率低減層は、有機膜及び無機膜の少なくとも一方を含む、液晶表示装置。
(6)また、本発明のある実施形態は、上記(5)の構成に加え、上記有機膜は、カーボンブラックを含む、液晶表示装置。
(7)また、本発明のある実施形態は、上記(5)の構成に加え、上記有機膜は、位相差膜である、液晶表示装置。
(8)また、本発明のある実施形態は、上記(7)の構成に加え、上記位相差膜は、遅相軸が、上記第一の偏光板の透過軸に対して45°の角度をなす、液晶表示装置。
(9)また、本発明のある実施形態は、上記(5)の構成に加え、上記有機膜は、偏光膜である、液晶表示装置。
(10)また、本発明のある実施形態は、上記(9)の構成に加え、上記偏光膜の透過軸は、上記第一の偏光板の透過軸に対して90°の角度をなす、液晶表示装置。
(11)また、本発明のある実施形態は、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)又は上記(10)の構成に加え、上記無機膜は、合金を含む、液晶表示装置。
(12)また、本発明のある実施形態は、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)又は上記(10)の構成に加え、上記無機膜は、酸化物又は窒化物を含む、液晶表示装置。
(13)また、本発明のある実施形態は、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)又は上記(12)の構成に加え、上記無機膜は、上記メタル配線層と接する、液晶表示装置。
(14)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)、上記(4)、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)、上記(12)又は上記(13)の構成に加え、上記第一の基板は、上記支持基板の背面側に、タッチパネル駆動用配線を備える、液晶表示装置。
(15)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)、上記(4)、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)、上記(12)、上記(13)又は上記(14)の構成に加え、上記第二の基板は、カラーフィルタ層を備える、液晶表示装置。
(16)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)、上記(4)、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)、上記(12)、上記(13)、上記(14)又は上記(15)の構成に加え、上記第一の基板は、更に、上記額縁部において、上記反射率低減層に重畳し、かつ、上記反射率低減層の背面側に接するメタル膜を備える、液晶表示装置。
(17)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)、上記(4)、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)、上記(12)、上記(13)、上記(14)、上記(15)又は上記(16)の構成に加え、上記第一の基板は、更に、上記額縁部において、上記反射率低減層に重畳し、かつ、上記反射率低減層の背面側に接するフロート電極を備え、上記額縁部において、上記反射率低減層及び上記フロート電極は、上記ソース配線層に重畳し、上記フロート電極は、上記ゲート配線層と同層に設けられ、かつ、上記ゲート配線層とは接続されていない導電層である、液晶表示装置。
(18)また、本発明のある実施形態は、上記(1)、上記(2)、上記(3)、上記(4)、上記(5)、上記(6)、上記(7)、上記(8)、上記(9)、上記(10)、上記(11)、上記(12)、上記(13)、上記(14)、上記(15)、上記(16)又は上記(17)の構成に加え、上記第一の基板は、更に、上記額縁部において、上記反射率低減層と上記メタル配線層との間に絶縁層を備える、液晶表示装置。
本発明によれば、部材の数を抑えつつ、狭額縁であり、かつ、額縁部の見栄え悪化を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
<用語の定義>
本明細書中、「観察面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより遠い側を意味する。
本明細書中、「観察面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、液晶表示装置の画面(表示面)に対してより遠い側を意味する。
<実施形態>
図1は、実施形態に係る液晶表示装置の平面模式図である。図2は図1中のA1-A2線に沿った断面模式図である。
図1は、実施形態に係る液晶表示装置の平面模式図である。図2は図1中のA1-A2線に沿った断面模式図である。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、画像が表示される表示部1AAと、表示部1AAの周囲に設けられた額縁部1NAと、を備える。また、図1及び図2に示すように、液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板11と、第一の接着剤層21と、ゲート線101及びソース線102に接続された上記スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)103を有するTFT基板100と、液晶層300と、カラーフィルタ(CF:Color Filter)を有するCF基板200と、第二の接着剤層22と、第二の偏光板12とを備える。TFT基板100及びCF基板200は、液晶層300の厚さ分のギャップを維持した状態で、額縁部1NAに設けられたシール材400により貼り合わせられている。
TFT基板100は、額縁部1NAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150と、を備える。
液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、上記第一の基板としてのTFT基板100と、上記第二の基板としてのCF基板200とを備える。このように、CF基板200よりも基板サイズの大きいTFT基板100を観察面側に配置する反転構造とすることにより、TFT基板100の端子辺1NA2の端辺(基板端辺)1NA22まで第一の偏光板11が延設された構造を実現することができる。具体的には、端子辺1NA2の端辺1NA22を含む全基板端辺100Xまで偏光板を有しているフラットなデザイン(フルフラット)を実現することができ、額縁ベゼル(フレーム)の無い構成とすることができる。その結果、狭額縁を実現することができる。
ここで、上記特許文献1では、液晶表示装置の額縁部を遮光するために、基板と偏光板との間に遮光層を設置している。CGレスである液晶表示装置に対して、遮光用の印刷インクを設置した比較形態の液晶表示装置について以下に説明する。
図34は、比較形態に係る液晶表示装置の平面模式図である。図35は、図34中のX1-X2線に沿った断面模式図である。
図34に示すように、比較形態の液晶表示装置1Rは、画像が表示される表示部1AAと、表示部1AAの周囲に設けられた額縁部1NAと、を備える。また、図34及び図35に示すように、液晶表示装置1Rは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板11と、第一の接着剤層21と、TFT基板100Rと、液晶層300と、CF基板200と、第二の偏光板とを備える。また、TFT基板100Rは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150と、を備える。
比較形態の液晶表示装置1Rは、図35に示すように、額縁部1NAにおいて第一の接着剤層21とTFT基板100Rとの間に印刷インク500Rを備える。このような態様とすることにより、CGレスを実現し、かつ、外光反射に起因する額縁部1NAの見栄え悪化を抑えることができる。しかしながら、印刷インク500Rによる段差に起因して額縁部1NAの見栄えが悪化してしまう。
一方、本実施形態のTFT基板100は、額縁部1NAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500と、反射率低減層500に重畳する上記メタル配線層としてのゲート配線層120及びソース配線層140と、を備え、反射率低減層500の観察面側の反射率は、ゲート配線層120及びソース配線層140の観察面側の反射率よりも低い。このような態様とすることにより、額縁部1NAにおいて、ゲート配線層120及びソース配線層140に起因する外光の反射を抑えることが可能となり、額縁部1NAの見栄えの悪化を抑えることができる。また、このような態様とすることにより、カバーガラスレスを実現した際に、特許文献1のように基板と偏光板との間に遮光層を配置する必要がなくなり、額縁部1NAと表示部1AAとの境界に段差が生じることを抑えられるため、部材の数を抑えつつ、段差に起因する額縁部1NAの見栄えの悪化を抑えることができる。
このように、本実施形態では、反射率低減層500をインセル(TFT基板100が備える支持基板110に対して液晶層300側)に設置することで、液晶表示装置1の薄型化、軽量化、安価を目的としてカバーガラスレスを実現した際、特許文献1のように基板と偏光板の間(アウトセル)に遮光層を設置する必要がなくなり、額縁部1NAと表示部1AAとの境界に段差が生じることを抑えられる。その結果、液晶表示装置1の額縁部1NAの見栄えが向上し、また、アウトセルに遮光層を設置する際の位置ずれを考慮したマージンを設ける必要もないため、更なる狭額縁化を達成することが可能となる。
以下、本実施形態の液晶表示装置の詳細を説明する。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、液晶組成物を利用して画像を表示する表示装置である。液晶表示装置1は、全体として横長な方形状(矩形状)をなしており、その長辺方向がX軸方向と、短辺方向がY軸方向と、それぞれ一致している。X軸方向は画面の水平方向であり、Y軸方向は画面の垂直方向である。
液晶表示装置1は、画像を表示可能な表示部(アクティブエリア)1AAと、表示部1AAを取り囲むとともに画像を表示不能な額縁部(ノンアクティブエリア)1NAと、に区分されている。液晶表示装置1においては、その短辺方向における一方の端部側(図1に示す上側)に片寄った位置に表示部1AAが配置されている。また、額縁部1NAは、表示部1AAを取り囲む略枠状の領域1NA1と、短辺方向の他方の端部側(図1に示す下側)に確保された、端子が配置される端子辺1NA2と、からなる。略枠状の領域1NA1は、枠状のシール材が設けられた額縁部分であり、端子辺1NA2は、後述するTFT基板100のうちCF基板200とは重畳せずに露出する部分である。
液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、TFT基板100、液晶材料を含む液晶層300及びCF基板200を備え、TFT基板100及びCF基板200が、液晶層300の厚さ分のギャップを維持した状態でシール材により貼り合わせられている。TFT基板100及びCF基板200は、それぞれ、高い透光性を有する支持基板を備えており、当該支持基板上に各種の膜を既知のフォトリソグラフィ法などにより積層形成してなるものである。
CF基板200は、支持基板と、支持基板の観察面側に設けられたCF層及びブラックマトリクス層と、CF層及びブラックマトリクス層の観察面側に設けられた共通電極と、を備える。
CF基板200は、図1に示すように、長辺寸法がTFT基板100と同等であるものの、短辺寸法がTFT基板100よりも小さく、TFT基板100に対して短辺方向についての一方(図1に示す上側)の端部を揃えた状態で貼り合わせられている。従って、TFT基板100のうち短辺方向についての他方(図1に示す下側)の端部は、図1に示すように、所定範囲にわたってCF基板200が重なり合うことがなく、表裏両板面が外部に露出した状態とされており、当該露出部分が端子辺1NA2である。
図1に示すように、TFT基板100は、表示部1AAにおいて、支持基板110上に、画面の水平方向に互いに平行に延設された複数のゲート線101と、絶縁膜を介して各ゲート線101と交差する方向(画面の垂直方向)に互いに平行に延設された複数のソース線102と、を備える。複数のゲート線101及び複数のソース線102は、各画素を区画するように全体として格子状に形成されている。
各ゲート線101とソース線102との交点にはスイッチング素子としてのTFT103が配置されている。TFT基板100は画素電極104を有し、画素電極104は、互いに隣接する2本のゲート線101と互いに隣接する2本のソース線102とに囲まれた各領域に配置され、TFT103が備える半導体層を介して対応するソース線102と電気的に接続されている。画素電極104は、対応するTFT103を介して供給されるデータ信号に応じた電位に設定される。
液晶表示装置1は、TFT基板100の額縁部1NAに、ソース線102に電気的に接続されたソースドライバ、ゲート線101に電気的に接続されたゲートドライバ、及び、コントローラを備える。ゲートドライバは、コントローラによる制御に基づいて、ゲート線101に走査信号を順次供給する。ソースドライバは、TFT103が走査信号によって電圧印加状態となるタイミングで、コントローラによる制御に基づいてソース線102にデータ信号を供給する。
画素電極104は各々、対応するTFT103を介して供給されるデータ信号に応じた電位に設定され、画素電極104と共通電極との間で電界が発生し、液晶層300中の液晶分子の配向が制御される。そして、液晶表示装置1では、各画素において、液晶層300に印加する電圧の大きさによって液晶分子の配向状態を変えることにより、液晶層300での光透過率を調整して画像が表示される。
支持基板110及びCF基板200が備える支持基板は、透明基板であることが好ましく、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
反射率低減層500は、額縁部1NAにおいて、上記メタル配線層と重畳するように、支持基板110とメタル配線層との間に設けられる。反射率低減層500は、額縁部1NA全体に設けられていてもよく、額縁部1NAの一部に設けられていてもよい。また、反射率低減層500は、額縁部1NAに加えて、表示部1AAに設けられていてもよい。
反射率低減層500の観察面側の反射率は、メタル配線層の観察面側の反射率よりも低い。反射率低減層500及びメタル配線層の反射率は、例えば、ガラス基板上に測定対象となる層を成膜し、D65光源を用いて、ガラス基板側から光を入射した際の反射率をコニカミノルタ社製CM-2600dで測定することにより求めることができる。測定波長は可視光域の380nm~780nmとし、偏光板等は配置しないものとする。
反射率低減層500の観察面側の反射率は、メタル配線層の観察面側の反射率よりも5%以上低いことが好ましく、10%以上低いことがより好ましく、20%以上低いことが更に好ましい。このような態様とすることにより、メタル配線層に起因する外光の反射をより抑制することが可能となる。
反射率低減層500の観察面側の反射率は、例えば、3%以上、30%以下である。また、メタル配線層の観察面側の反射率は、例えば、35%以上、85%以下である。
反射率低減層500の透過率は、95%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましい。このような反射率低減層500を用いることにより、反射率低減層500の観察面側での反射をより抑制することができるため、外光の反射を効果的に抑制することが可能となる。反射率低減層500の透過率は、例えば、ガラス基板上に測定対象となる反射率低減層を成膜し、D65光源を用いて透過率を日本分光社製V7100で測定することにより求めることができる。測定波長は可視光域の380nm~780nmとし、偏光板等は配置しないものとする。
反射率低減層500は、有機膜及び無機膜の少なくとも一方を含み、有機膜及び無機膜は、それぞれ、単層であっても多層であってもよい。
反射率低減層500に含まれる有機膜は、カーボンブラックを含むことが好ましい。このような態様とすることにより、外光の反射をより低減することができる。有機膜は、例えば、カーボンブラックを含有する樹脂である。
また、反射率低減層500に含まれる有機膜は、位相差膜であることも好ましい。このような態様とすることにより、第一の偏光板11で偏光された外光が円偏光となり、外光の反射を低減することができる。
上記位相差膜は、複屈折材料等を利用して直交する2つの偏光成分に位相差をつけて、入射偏光の状態を変える機能を有する。位相差膜は、少なくとも波長550nmの光に対して10nm以上の面内位相差を付与する位相差層を意味する。ちなみに、波長550nmの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。
面内位相差は、Re=(ns-nf)×dで定義される。ここで、nsは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの大きい方を表し、nfは、位相差膜の面内方向の主屈折率nx及びnyのうちの小さい方を表す。主屈折率は、特に断りのない限り、波長550nmの光に対する値を指している。位相差膜の面内遅相軸(単に遅相軸ともいう。)はnsに対応する方向の軸を指し、面内進相軸(単に進相軸ともいう。)はnfに対応する方向の軸を指す。dは、位相差膜の厚さを表す。本明細書中、特に断りがなければ、「位相差」は、面内位相差を意味している。
上記位相差膜の面内位相差は、107.5nm以上、167.5nm以下であることが好ましく、117.5nm以上、157.5nm以下であることがより好ましく、127.5nm以上、147.5nm以下であることが更に好ましく、137.5nmであることが特に好ましい。このような態様とすることにより、楕円偏光ではなくなるので、外光の反射をより低減することができる。
上記位相差膜は、光反応性基を有する液晶性ポリマー(以下、単に「液晶性ポリマー」ともいう。)を用いて形成された層であってもよい。また、位相差膜は、位相差膜用の配向膜上に液晶性ポリマーを配向させた層であってもよい。
上記液晶性ポリマーとしては、例えば、液晶性高分子のメソゲン成分として多用されているビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、これらの誘導体等のメソゲン基と、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデン基、β-(2-フェニル)アクリロイル基、桂皮酸基、これらの誘導体等の光反応性基とを、併せ有する構造の側鎖を有し、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、N-フェニルマレイミド、シロキサン等の構造を主鎖に有するポリマーを挙げることができる。
上記位相差膜は、遅相軸が、第一の偏光板11の透過軸に対して45°の角度をなすことが好ましい。このような態様とすることにより、楕円偏光ではなくなるので、外光の反射をより低減することができる。
また、反射率低減層500に含まれる有機膜は、偏光膜であることも好ましい。このような態様とすることにより、第一の偏光板11で偏光された外光を吸収できるため、外光反射を低減することができる。
上記偏光膜は、光を偏光する機能を有する。偏光膜としては、吸収異方性を有する色素を塗布配向した膜が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、二色性色素が挙げられる。
吸収異方性を有する色素を塗布配向した膜としては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物を塗布して得られるフィルム、又は、二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を塗布して得られるフィルム等が挙げられる。硬膜として得られる点から二色性色素と重合性液晶化合物を含む組成物を塗布し、重合性液晶化合物が配向した状態で重合体を形成した膜が好ましく、高い偏光性能が得られる点で、重合性液晶化合物がスメクチック液晶相を有し、かつ、スメクチック液晶相状態で重合体を形成した膜がより好ましい。
上記偏光膜は、透過軸が、第一の偏光板11の透過軸に対して90°の角度をなすことが好ましい。このような態様とすることにより、上記偏光膜と第一の偏光板11とがクロスニコルに配置されるため、良好な黒表示状態を実現することができる。
反射率低減層500に含まれる無機膜は、合金を含む膜であることが好ましい。このような態様とすることにより、有機膜よりも薄くしても反射率低減効果が得られる。合金の具体例としては、CuMoを含有する合金、CuInを含有する合金、TiInを含有する合金等が挙げられる。
また、反射率低減層500に含まれる無機膜は、酸化物又は窒化物を含む膜であることも好ましい。このような態様とすることにより、メタル配線層(配線メタル)の電気特性への影響を抑えることができる。上記酸化物の具体例としては、SiO2等が挙げられ、上記窒化物の例としては、SiNx、TiN、MoN等が挙げられる。
反射率低減層500は、ゲート配線層120の観察面側に接していても接していなくてもよいが、反射率低減層500が無機膜である場合、反射率低減層500はゲート配線層120の観察面側に接することが好ましい。このような態様とすることにより、反射率低減層500とゲート配線層120とで光学干渉を起こすことが可能となり、外光の反射をより抑え、額縁部1NAの見栄えの悪化をより抑えることができる。
ゲート配線層120は、ゲート線101が設けられる配線層であり、反射率低減層500の背面側に配置される。ソース配線層140は、ソース線102が設けられる配線層であり、ゲート絶縁膜130の背面側に配置される。
ゲート配線層120及びソース配線層140は、例えば、銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の金属、又は、それらの合金の、単層又は複数層である。ゲート線101、ソース線102及びTFT103を構成する各種配線及び電極は、スパッタリング法等により、銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の金属、又は、それらの合金を、単層又は複数層で成膜し、続いて、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことで形成することができる。これら各種配線及び電極は、同じ層に形成されるものについては、それぞれ同じ材料を用いることで製造が効率化される。
上記メタル配線層は、ゲート配線層120及びソース配線層140のうち、より観察面側に配置される配線層を含むことが好ましい。このような態様とすることにより、額縁部1NAにおいて外光の反射をより効果的に抑え、額縁部1NAの見栄えの悪化をより効果的に抑制することができる。
ゲート絶縁膜130は、例えば、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiO2)等の無機膜(比誘電率ε=5~7)や、それらの積層膜を用いることができる。
層間絶縁膜150は、例えば、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiO2)等の無機膜(比誘電率ε=5~7)や、それらの積層膜を用いることができる。
TFT基板100は、支持基板110の背面側に、タッチパネル駆動用配線100TPを備える。このような態様とすることにより、液晶表示装置の厚さを抑えつつ、タッチパネル機能を付与することができる。タッチパネル駆動用配線100TPは、例えば、表示部1AAにおいて、絶縁層を介してソース線102と重畳する。
液晶表示装置1は、自己容量方式のインセル型のタッチパネルを備えており、表示部1AAには、複数のタッチパネル電極と、複数のタッチパネル駆動用配線100TPとが配置されている。複数のタッチパネル電極は、タイル状(マトリクス状)に設けられている。各タッチパネル駆動用配線100TPは、複数のタッチパネル電極のいずれか1つに接続されている。また、タッチパネル駆動用配線100TPは、上記ソースドライバに接続されている。
タッチパネル電極は、後述する共通電極を分割した電極であり、各画素に表示用の信号である表示信号が書き込まれる書き込み期間の間は共通電極として画素基準電位(共通電圧)に設定され、表示信号が書き込まれない(ゲートスキャンが行われない)センシング期間はタッチパネル電極として機能する。各タッチパネル電極には、一本のタッチパネル駆動用配線100TPが接続されており、センシング期間中は、センシング用の信号が、ソースドライバからタッチパネル駆動用配線100TPを経由してタッチパネル電極へ入力される。センシング用の信号としては、例えば、各タッチパネル電極における静電容量の変化を検出するために印加されるパルス信号であるタッチ信号が挙げられる。
CF基板200が備えるCF層は、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から構成され、各画素に、赤色カラーフィルタを備える絵素、緑色カラーフィルタを備える絵素及び青色カラーフィルタを備える絵素の3つの絵素がストライプ状に設けられ、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透過する色光の量を制御しつつ混色させることで各画素において所望の色が得られる。
CF基板200が備えるブラックマトリクス層は、カラーフィルタ層に設けられた各色カラーフィルタを区画するように格子状に配置された遮光性を有する部材である。
共通電極は、画素の境界に関わらず、ほぼ一面に形成された電極である。共通電極に対しては一定値に保たれた共通信号が供給され、共通電極は一定の電位に保たれる。なお、本実形態では共通電極をCF基板200に設けるが、共通電極は、TFT基板100に設けてもよい。共通電極がTFT基板100に設けられる場合、共通電極は、画素電極104と同一層に設けられてもよいし、絶縁膜を介して画素電極104の観察面側又は背面側に設けられてもよい。
画素電極104及び共通電極の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。
液晶層300は、液晶材料を含んでおり、液晶層300に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶材料中の液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。液晶分子は、下記式Lで定義される誘電率異方性(Δε)が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。正の誘電率異方性を有する液晶分子はポジ型液晶ともいい、負の誘電率異方性を有する液晶分子はネガ型液晶ともいう。なお、液晶分子の長軸方向が遅相軸の方向となる。また、液晶分子は、電圧が印加されていない状態(電圧無印加状態)で、ホモジニアス配向するものであり、電圧無印加状態における液晶分子の長軸の方向は、液晶分子の初期配向の方向ともいう。
Δε=(液晶分子の長軸方向の誘電率)-(液晶分子の短軸方向の誘電率) (式L)
Δε=(液晶分子の長軸方向の誘電率)-(液晶分子の短軸方向の誘電率) (式L)
TFT基板100と液晶層300との間、及び、CF基板200と液晶層300との間には、それぞれ、液晶層300に含まれる液晶分子の配向を制御する機能を有する配向膜が配置されてもよい。
TFT基板100及びCF基板200の液晶層300とは反対側の面には、それぞれ第一の偏光板11及び第二の偏光板12が貼り付けられている。第一の偏光板11及び第二の偏光板12は、直線偏光板であることが好ましい。
本実施形態の液晶表示装置1は、TFT基板100と第一の偏光板11との間に位相差フィルムを含まない液晶表示装置であり、円偏光モードではなく、直線偏光モードである。
第一の偏光板11及び第二の偏光板12は、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素錯体(又は染料)等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)等を用いることができる。なお、通常は、機械強度や耐湿熱性を確保するために、PVAフィルムの両側にトリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護フィルムをラミネートして実用に供される。
第一の偏光板11の吸収軸と第二の偏光板12の吸収軸とは、直交することが好ましい。このような構成によれば、第一の偏光板11と第二の偏光板12とがクロスニコルに配置されるため、電圧無印加時に、良好な黒表示状態を実現することができる。
本明細書中、2つの軸(方向)が直交するとは、両者のなす角度(絶対値)が90±3°の範囲内であることを指し、好ましくは90±1°の範囲内であり、より好ましくは90±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは90°(完全に直交)である。また、本明細書中、2つの軸(方向)が平行であるとは、両者のなす角度(絶対値)が0±3°の範囲内であることを指し、好ましくは0±1°の範囲内であり、より好ましくは0±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは0°(完全に平行)である。
本実施形態の液晶表示装置1は、上述の部材の他、TCP(テープ・キャリア・パッケージ)、PCB(プリント配線基板)等の外部回路;視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム等の光学フィルム等の複数の部材により構成されるものであり、部材によっては、他の部材に組み込まれていてもよい。既に説明した部材以外の部材については特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常使用されるものを用いることができるので、説明を省略する。
(実施形態の変形例1)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図3は、実施形態の変形例1に係る液晶表示装置の平面模式図である。図4は、図3の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図5は、図4中のB1-B2線に沿った断面模式図である。図5は、TFT基板100周辺の断面を示す。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図3は、実施形態の変形例1に係る液晶表示装置の平面模式図である。図4は、図3の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図5は、図4中のB1-B2線に沿った断面模式図である。図5は、TFT基板100周辺の断面を示す。
図3~図5に示すように、本変形例のTFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500及び反射率低減層500に重畳するメタル膜111を含む積層膜5111と、絶縁層112と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150と、を備える。
本変形例のTFT基板100は、図5に示すように、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500及び反射率低減層500に重畳するメタル膜111を含む積層膜5111と、積層膜5111に重畳する上記メタル配線層としてのゲート配線層120及びソース配線層140と、を備える。上記実施形態では、メタル配線層での外光の反射を反射率低減層500により抑制したが、本変形例では、積層膜5111により外光の反射を光学干渉により効果的に抑制することができるため、額縁部1NAの見栄えの悪化を効果的に抑えることができる。メタル膜111の具体例としては、Cu、Ti、W及びMoの少なくとも一種の金属を含む膜等が挙げられる。
本変形例のTFT基板100は、図3~図5に示すように、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、ゲート配線層120に重畳する領域及びソース配線層140に重畳する領域に積層膜5111を備える。このような態様とすることにより、額縁部全面に反射率低減層500を備えた積層膜5111を設けることができる。
絶縁層112は、透明絶縁層であることが好ましい。絶縁層112は、例えば、無機絶縁膜である。無機絶縁膜としては、例えば、窒化珪素(SiNx)、酸化珪素(SiO2)等の無機膜(比誘電率ε=5~7)や、それらの積層膜を用いることができる。
(実施形態の変形例2)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図6は、実施形態の変形例2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図7は、図6の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図8は、図7中のC1-C2線に沿った断面模式図である。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図6は、実施形態の変形例2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図7は、図6の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図8は、図7中のC1-C2線に沿った断面模式図である。
上記変形例1では、TFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAの両領域において、ゲート配線層120と重畳する領域及びソース配線層140と重畳する領域に、反射率低減層500及びメタル膜111の積層膜5111を備えるが、本変形例では、図6~図8に示すように、額縁部1NAにおいて、ゲート配線層120と重畳する領域及びソース配線層140と重畳する領域に積層膜5111を備える一方、表示部1AAには積層膜5111を備えない。このような態様とすることにより、表示部1AAの構造をよりシンプルなものとすることが可能となり、歩留まりを向上させることができる。
(実施形態の変形例3)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図9は、実施形態の変形例3に係る液晶表示装置の平面模式図である。図10は、図9の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図11は、図10中のD1-D2線に沿った断面模式図である。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図9は、実施形態の変形例3に係る液晶表示装置の平面模式図である。図10は、図9の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図11は、図10中のD1-D2線に沿った断面模式図である。
図9~図11に示すように、本変形例のTFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500と、フロート電極121と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150と、を備える。
本変形例のTFT基板100は、図11に示すように、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500及び反射率低減層500に重畳するフロート電極121を含む積層膜5121と、積層膜5121に重畳する上記メタル配線層としてのソース配線層140と、を備える。上記実施形態では、メタル配線層での外光の反射を反射率低減層500により抑制したが、本変形例では、積層膜5121により外光の反射を光学干渉により効果的に抑制することができるため、額縁部1NAの見栄えの悪化を効果的に抑えることができる。フロート電極121の具体例としては、Cu、Ti、W及びMoの少なくとも一種の金属を含む膜等が挙げられる。
フロート電極121は、ゲート配線層120と同層に設けられ、かつ、ゲート配線層120とは接続されていない導電層である。
本変形例のTFT基板100は、図9~図11に示すように、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、ソース配線層140に重畳する領域に積層膜5121を備える。このような態様とすることにより、変形例1及び2よりも層数を少なくすることが可能となり、安価な構成を実現することができる。
上記変形例1では、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、メタル配線層としてのゲート配線層120及びソース配線層140の両者が積層膜5111と重畳するが、本変形例では、ゲート配線層120は積層膜5121と重畳せず、ソース配線層140が積層膜5121と重畳する。メタル配線層での外光の反射は、反射率低減層500単層よりも、反射率低減層500を含む積層膜5111、5121により効果的に抑制することができるため、変形例3に比べて、変形例1の方が額縁部1NAの見栄えの悪化をより効果的に抑えることができる。
(実施形態の変形例4)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図12は、実施形態の変形例4に係る液晶表示装置の平面模式図である。図13は、図12の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図14は、図13中のE1-E2線に沿った断面模式図である。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図12は、実施形態の変形例4に係る液晶表示装置の平面模式図である。図13は、図12の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図14は、図13中のE1-E2線に沿った断面模式図である。
上記変形例3では、TFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、ソース配線層140に重畳する領域に積層膜5121を備えるが、本変形例では、図12~図14に示すように、額縁部1NAにおいてソース配線層140に重畳する領域に積層膜5121を備える一方、表示部1AAには積層膜5121を備えない。このような態様とすることにより、ゲート線101間でのリーク不良のリスクを低減できる。
上記変形例2では、額縁部1NAにおいて、メタル配線層としてのゲート配線層120及びソース配線層140の両者が積層膜5111と重畳するが、本変形例では、ゲート配線層120は積層膜5121と重畳せず、ソース配線層140が積層膜5121と重畳する。メタル配線層での外光の反射は、反射率低減層500単層よりも、反射率低減層500を含む積層膜5111、5121により効果的に抑制することができるため、変形例4に比べて、変形例2の方が額縁部1NAの見栄えの悪化をより効果的に抑えることができる。
(実施形態の変形例5)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図15は、実施形態の変形例5に係る液晶表示装置の平面模式図である。図16は、図15の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図17は、図16中のF1-F2線に沿った断面模式図である。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図15は、実施形態の変形例5に係る液晶表示装置の平面模式図である。図16は、図15の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図17は、図16中のF1-F2線に沿った断面模式図である。
図15~図17に示すように、本変形例のTFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、反射率低減層500と、絶縁層としてのオーバーコート層113と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150と、を備える。
本変形例のTFT基板100は、図17に示すように、額縁部1NA及び表示部1AAにおいて、支持基板110と、反射率低減層500と、オーバーコート層113と、反射率低減層500に重畳する上記メタル配線としてのゲート配線層120及びソース配線層140と、を備える。このような態様とすることにより、特に反射率低減層500が有機膜の場合において、反射率低減層500がメタル配線層や絶縁膜と接することで生じる光学特性の変化を防ぐことができる。
オーバーコート層113は、例えば、有機膜(誘電率ε=3~4)を用いることができる。オーバーコート層は、例えば、光硬化性の樹脂を塗布し、紫外線照射及び焼成を行うことにより形成される。
(実施形態の変形例6)
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図18は、実施形態の変形例6に係る液晶表示装置の平面模式図である。図19は、図18の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図20は、図19中のG1-G2線に沿った断面模式図である。
本変形例では、反射率低減層の具体的な配置の一例を説明する。図18は、実施形態の変形例6に係る液晶表示装置の平面模式図である。図19は、図18の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図20は、図19中のG1-G2線に沿った断面模式図である。
上記変形例5では、TFT基板100は、額縁部1NA及び表示部1AAの両領域において、ゲート配線層120と重畳する領域及びソース配線層140と重畳する領域に、反射率低減層500を備えるが、本変形例では、図18~図20に示すように、額縁部1NAにおいて、ゲート配線層120と重畳する領域及びソース配線層140と重畳する領域に反射率低減層500を備える一方、表示部1AAには反射率低減層500を備えない。このような態様とすることにより、表示部1AAの構造をよりシンプルなものとすることが可能となり、歩留まりを向上させることができる。
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1-1-1~実施例1-1-2)
上記実施形態の変形例1に対応する実施例1-1-1~実施例1-1-2の液晶表示装置1を作製した。実施例1-1-1では、反射率低減層500として、CuMoを含有する合金を含む膜であり、かつ、観察面側の反射率が30%であり、透過率が40%である膜を用いた。実施例1-1-2では、反射率低減層500として、観察面側の反射率が5%であり、透過率が95%であるSiNx膜を用いた。また、実施例1-1-1及び実施例1-1-2では、観察面側の反射率が40%であるゲート配線層120及びソース配線層140を用い、絶縁層112として透明絶縁層を用いた。
上記実施形態の変形例1に対応する実施例1-1-1~実施例1-1-2の液晶表示装置1を作製した。実施例1-1-1では、反射率低減層500として、CuMoを含有する合金を含む膜であり、かつ、観察面側の反射率が30%であり、透過率が40%である膜を用いた。実施例1-1-2では、反射率低減層500として、観察面側の反射率が5%であり、透過率が95%であるSiNx膜を用いた。また、実施例1-1-1及び実施例1-1-2では、観察面側の反射率が40%であるゲート配線層120及びソース配線層140を用い、絶縁層112として透明絶縁層を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例1-1-1~実施例1-1-2の液晶表示装置1を作製した。
(実施例1-2-1~実施例1-2-2)
上記実施形態の変形例2に対応する実施例1-2-1~実施例1-2-2の液晶表示装置1を作製した。実施例1-2-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例1-2-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例1-2-1及び実施例1-2-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用い、絶縁層112として透明絶縁層を用いた。
上記実施形態の変形例2に対応する実施例1-2-1~実施例1-2-2の液晶表示装置1を作製した。実施例1-2-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例1-2-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例1-2-1及び実施例1-2-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用い、絶縁層112として透明絶縁層を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例1-2-1~実施例1-2-2の液晶表示装置1を作製した。
実施例1-2-1~実施例1-2-2の液晶表示装置は、実施例1-1-1~実施例1-1-2とは異なり、反射率低減層500を配線部分(表示部)には設けず、額縁部のみに設けた。
(実施例2-1-1~実施例2-1-2)
上記実施形態の変形例3に対応する実施例2-1-1~実施例2-1-2の液晶表示装置1を作製した。実施例2-1-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例2-1-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例2-1-1~実施例2-1-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
上記実施形態の変形例3に対応する実施例2-1-1~実施例2-1-2の液晶表示装置1を作製した。実施例2-1-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例2-1-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例2-1-1~実施例2-1-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例2-1-1~実施例2-1-2の液晶表示装置1を作製した。
実施例2-1-1~実施例2-1-2では、ゲート配線層120(最下層メタル)のパターニングをする際、額縁部1NAのゲート配線層120(最下層メタル)が存在していない余白領域とアクティブエリア(表示部1AA)のソース線102の下層にゲート配線層120(最下層メタル)を設置した。但し、当初のパターンにおけるゲート配線層120(最下層メタル)とは電気的に導通しないよう、切り離したフロート電極121としてのパターンを設けた。
(実施例2-2-1~実施例2-2-2)
上記実施形態の変形例4に対応する実施例2-2-1~実施例2-2-2の液晶表示装置1を作製した。実施例2-2-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例2-2-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例2-2-1~実施例2-2-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
上記実施形態の変形例4に対応する実施例2-2-1~実施例2-2-2の液晶表示装置1を作製した。実施例2-2-1では、反射率低減層500として、実施例1-1-1と同じCuMoを含有する合金を含む膜を用いた。実施例2-2-2では、反射率低減層500として、実施例1-1-2と同じSiNx膜を用いた。また、実施例2-2-1~実施例2-2-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例2-2-1~実施例2-2-2の液晶表示装置1を作製した。
実施例2-2-1~実施例2-2-2では、ゲート配線層120(最下層メタル)のパターニングをする際、額縁部1NAのゲート配線層120(最下層メタル)が存在していない余白領域にゲート配線層120(最下層メタル)を設置した。但し、当初のパターンにおけるゲート配線層120(最下層メタル)とは電気的に導通しないよう、切り離したフロート電極121としてのパターンを設けた。
(実施例3-1-1~実施例3-1-3)
上記実施形態の変形例5に対応する実施例3-1-1~実施例3-1-3の液晶表示装置1を作製した。実施例3-1-1では、反射率低減層500として、カーボンブラックを含有する有機膜(CB含有樹脂膜)を用いた。実施例3-1-2では、反射率低減層500として透過する光に位相差を発現させる液晶性を有する有機膜(位相差膜)を用いた。実施例3-1-3では、反射率低減層500として透過する光に偏光性を発現させる液晶性を有する有機膜(偏光膜)を用いた。実施例3-1-1で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は10%であった。実施例3-1-2で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は90%であった。実施例3-1-3で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は40%であった。
上記実施形態の変形例5に対応する実施例3-1-1~実施例3-1-3の液晶表示装置1を作製した。実施例3-1-1では、反射率低減層500として、カーボンブラックを含有する有機膜(CB含有樹脂膜)を用いた。実施例3-1-2では、反射率低減層500として透過する光に位相差を発現させる液晶性を有する有機膜(位相差膜)を用いた。実施例3-1-3では、反射率低減層500として透過する光に偏光性を発現させる液晶性を有する有機膜(偏光膜)を用いた。実施例3-1-1で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は10%であった。実施例3-1-2で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は90%であった。実施例3-1-3で用いた反射率低減層500の観察面側の反射率は5%であり、透過率は40%であった。
更に、実施例3-1-1~実施例3-1-3には、反射率低減層500を覆うオーバーコート層113を形成した。また、実施例3-1-1~実施例3-1-3では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例3-1-1~実施例3-1-3の液晶表示装置1を作製した。
(実施例3-2-1~実施例3-2-3)
上記実施形態の変形例6に対応する実施例3-2-1~実施例3-2-3の液晶表示装置1を作製した。実施例3-2-1では、反射率低減層500として、実施例3-1-1と同じCB含有樹脂膜を用いた。実施例3-2-2では、反射率低減層500として、実施例3-1-2と同じ位相差膜を用いた。実施例3-2-3では、反射率低減層500として、実施例3-1-3と同じ偏光膜を用いた。更に、実施例3-2-1~実施例3-2-3には、反射率低減層500を覆うオーバーコート層113を形成した。また、実施例3-2-1~実施例3-2-3では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
上記実施形態の変形例6に対応する実施例3-2-1~実施例3-2-3の液晶表示装置1を作製した。実施例3-2-1では、反射率低減層500として、実施例3-1-1と同じCB含有樹脂膜を用いた。実施例3-2-2では、反射率低減層500として、実施例3-1-2と同じ位相差膜を用いた。実施例3-2-3では、反射率低減層500として、実施例3-1-3と同じ偏光膜を用いた。更に、実施例3-2-1~実施例3-2-3には、反射率低減層500を覆うオーバーコート層113を形成した。また、実施例3-2-1~実施例3-2-3では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100及びCF基板200を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100、液晶層300及びCF基板200を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100の観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板200の背面側に第二の接着剤層22を介して第二の偏光板12を貼り付けた。最後に、第二の偏光板12の背面側にバックライトを設け、実施例3-2-1~実施例3-2-3の液晶表示装置1を作製した。
実施例3-2-1~実施例3-2-3の液晶表示装置は、実施例3-1-1~実施例3-1-3とは異なり、反射率低減層500をアクティブエリア(表示部)には設けず、額縁部のみに設けた。
(比較例1-1~比較例1-2)
図21は、比較例1-1及び比較例1-2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図22は、図21の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図23は、図22中のH1-H2線に沿った断面模式図である。
図21は、比較例1-1及び比較例1-2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図22は、図21の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図23は、図22中のH1-H2線に沿った断面模式図である。
図21~図23に示す比較例1-1及び比較例1-2の液晶表示装置1Rを作製した。比較例1-1及び比較例1-2の液晶表示装置1Rが備えるTFT基板100Rは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150とを有していた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100R及びCF基板を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100R、液晶層及びCF基板を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100Rの観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板の背面側に第二の接着剤層を介して第二の偏光板を貼り付けた。更に、第一の偏光板11の観察面側に、額縁部1NAにおいて黒インクである印刷インク500Rが加飾印刷されたカバーガラス600を、第三の接着剤層23を介して貼り付けた。最後に、第二の偏光板の背面側にバックライトを設け、比較例1-1~比較例1-2の液晶表示装置1Rを作製した。印刷インク500Rは、観察面側の反射率が5%であり、透過率が0.1%であった。また、比較例1-1~比較例1-2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
比較例1-1では、第三の接着剤層23の厚みを100μm(高コスト品)とし、比較例1-2では、第三の接着剤層23の厚みを25μm(汎用品)とした。
(比較例2)
図24は、比較例2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図25は、図24の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図26は、図25中のJ1-J2線に沿った断面模式図である。
図24は、比較例2に係る液晶表示装置の平面模式図である。図25は、図24の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図26は、図25中のJ1-J2線に沿った断面模式図である。
図24~図26に示す比較例2の液晶表示装置1Rを作製した。比較例2の液晶表示装置1Rが備えるTFT基板100Rは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150とを有していた。比較例2では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100R及びCF基板を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100R、液晶層及びCF基板を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルのTFT基板100Rの観察面側の額縁部1NAに印刷インク500Rを印刷し、第一の接着剤層21を介してTFT基板100Rの観察面側に第一の偏光板11を貼り付けた。また、CF基板の背面側に第二の接着剤層を介して第二の偏光板を貼り付けた。最後に、第二の偏光板の背面側にバックライトを設け、比較例2の液晶表示装置1Rを作製した。
(比較例3)
図27は、比較例3に係る液晶表示装置の平面模式図である。図28は、図27の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図29は、図28中のK1-K2線に沿った断面模式図である。
図27は、比較例3に係る液晶表示装置の平面模式図である。図28は、図27の破線で囲まれた領域を観察面側から見た拡大平面模式図である。図29は、図28中のK1-K2線に沿った断面模式図である。
図27~図29に示す比較例3の液晶表示装置1Rを作製した。比較例3の液晶表示装置1Rが備えるTFT基板100Rは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板110と、ゲート配線層120と、ゲート絶縁膜130と、ソース配線層140と、層間絶縁膜150とを有していた。比較例3では、観察面側の反射率が実施例1-1-1と同じであるゲート配線層120及びソース配線層140を用いた。
その他は、通常の液晶表示装置と同様の構成を有するTFT基板100R及びCF基板を作製し、両基板間に液晶材料を挟持させて貼り合わせ、TFT基板100R、液晶層及びCF基板を備える液晶パネルを作製した。当該液晶パネルに対して、TFT基板100Rの観察面側に第一の接着剤層21を介して第一の偏光板11を、CF基板の背面側に第二の接着剤層を介して第二の偏光板を貼り付けた。最後に、第二の偏光板の背面側にバックライトを設け、比較例3の液晶表示装置1Rを作製した。
(実施例及び比較例の評価)
実施例1-1-1~1-1-2、実施例1-2-1~1-2-2、実施例2-1-1~2-1-2、実施例2-2-1~実施例2-2-2、実施例3-1-1~実施例3-1-3、実施例3-2-1~実施例3-2-3、比較例1-1~比較例1-2、比較例2及び比較例3の液晶表示装置について、コニカミノルタ社製CM-2600dを用いて、額縁部での反射率を求めた。額縁部での反射率の測定は、液晶表示装置(モジュール)の状態で行った。すなわち、第一の偏光板11及び第二の偏光板12を貼り付けた状態で測定し、印刷インクを設けた液晶表示装置については印刷インクを設けたままで測定し、カバーガラスを設けた液晶表示装置についてはカバーガラスを設けたままで反射率を測定した。
実施例1-1-1~1-1-2、実施例1-2-1~1-2-2、実施例2-1-1~2-1-2、実施例2-2-1~実施例2-2-2、実施例3-1-1~実施例3-1-3、実施例3-2-1~実施例3-2-3、比較例1-1~比較例1-2、比較例2及び比較例3の液晶表示装置について、コニカミノルタ社製CM-2600dを用いて、額縁部での反射率を求めた。額縁部での反射率の測定は、液晶表示装置(モジュール)の状態で行った。すなわち、第一の偏光板11及び第二の偏光板12を貼り付けた状態で測定し、印刷インクを設けた液晶表示装置については印刷インクを設けたままで測定し、カバーガラスを設けた液晶表示装置についてはカバーガラスを設けたままで反射率を測定した。
表1に示すように、額縁部1NAに印刷インク500Rを印刷していない比較例3の液晶表示装置1Rは、額縁部1NAの反射率が高かった。
これに対して、実施例では、額縁部1NAに反射率低減層500を設けることにより反射率を抑えることができた。
図30は、額縁部にインクを印刷する際に考慮される印刷マージンエリアについて説明する平面模式図である。額縁部1NAに印刷インク500Rを印刷した比較例1-1~比較例1-2及び比較例2は、額縁部1NAに印刷インク500Rを印刷したため、額縁部1NAの反射率を抑えることができた。しかしながら、印刷インク500Rを印刷するためには、印刷位置を合わせる際の位置ずれを考慮して、図30に示すように、表示部1AAと額縁部1NAとの間に印刷マージンエリア1PAを設ける必要があった。そのため、狭額縁とすることが困難であった。
これに対して、実施例では、印刷インク500Rの印刷が不要であったため、印刷マージンエリア1PAを設ける必要が無く、狭額縁を実現することができた。
図31は、インクを印刷した際に発生する段差について説明する断面模式図である。比較例2の液晶表示装置1Rは、偏光板11とTFT基板100Rとの間に第一の接着剤層21を介して印刷インク500Rを印刷し、カバーガラス600を設けなかった。そのため、図31に示すように印刷インク500Rによる段差に起因して額縁部1NAの見栄えが悪化した。
これに対して、実施例では、外光の反射を抑制する反射率低減層500がインセルに設けられているため、比較例2のような段差の発生を抑えることが可能となり、段差に起因する額縁部1NAの見栄えが悪化を抑制することができた。
図32は、比較例1-2の液晶表示装置断面模式図である。図33は、比較例1-1の液晶表示装置断面模式図である。比較例1-1及び比較例1-2の液晶表示装置1Rは、ともにカバーガラス600が設けられているため、額縁部1NAと表示部1AAとの境界に段差は発生しなかった。
しかしながら、比較例1-2において第一の偏光板11を接着する際に使用した25μmの厚みの第三の接着剤層23では、カバーガラス600に印刷された印刷インク500Rの厚みを吸収することができず、図32に示すように気泡が生じた。
一方、比較例1-1では、第三の接着剤層23の厚みを100μmにすることで、図33に示すように印刷インク500Rの厚みを吸収することができ、気泡の発生を抑えることができた。しかしながら、第三の接着剤層23の厚みが25μmである比較例1-2よりもコストが高くなった。
比較例1-1及び比較例1-2は共に、カバーガラス600を備えており部材の数を抑えることができず、また、第三の接着剤層23がより厚い比較例1-1では更にコストが高くなった。
これに対して、実施例では、カバーガラス600を設けておらず、部材の数を抑えることができた。
1、1R:液晶表示装置
1AA:表示部(アクティブエリア)
1AAS、1NAX:領域
1NA:額縁部
1NA1:略枠状の領域
1NA2:端子辺
1NA22:端辺(基板端辺)
1PA:印刷マージンエリア
11:第一の偏光板
12:第二の偏光板
21:第一の接着剤層
22:第二の接着剤層
23:第三の接着剤層
100、100R:薄膜トランジスタ(TFT)基板
100TP:タッチパネル駆動用配線
100X:基板端辺
101:ゲート線
102:ソース線
103:薄膜トランジスタ(TFT)
104:画素電極
110:支持基板
111:メタル膜
112:絶縁層
113:オーバーコート層
120:ゲート配線層
121:フロート電極
130:ゲート絶縁膜
140:ソース配線層
150:層間絶縁膜
200:カラーフィルタ(CF)基板
300:液晶層
400:シール材
500:反射率低減層
500R:印刷インク
600:カバーガラス
5111、5121:積層膜
1AA:表示部(アクティブエリア)
1AAS、1NAX:領域
1NA:額縁部
1NA1:略枠状の領域
1NA2:端子辺
1NA22:端辺(基板端辺)
1PA:印刷マージンエリア
11:第一の偏光板
12:第二の偏光板
21:第一の接着剤層
22:第二の接着剤層
23:第三の接着剤層
100、100R:薄膜トランジスタ(TFT)基板
100TP:タッチパネル駆動用配線
100X:基板端辺
101:ゲート線
102:ソース線
103:薄膜トランジスタ(TFT)
104:画素電極
110:支持基板
111:メタル膜
112:絶縁層
113:オーバーコート層
120:ゲート配線層
121:フロート電極
130:ゲート絶縁膜
140:ソース配線層
150:層間絶縁膜
200:カラーフィルタ(CF)基板
300:液晶層
400:シール材
500:反射率低減層
500R:印刷インク
600:カバーガラス
5111、5121:積層膜
Claims (18)
- 画像が表示される表示部と、前記表示部の周囲に位置する額縁部と、を有し、
観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、ゲート線及びソース線に接続されたスイッチング素子を有する第一の基板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板と、を備え、
前記第一の基板は、前記額縁部において、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板と、反射率低減層と、前記ゲート線が設けられたゲート配線層及び前記ソース線が設けられたソース配線層の少なくとも一方の配線層であって、前記反射率低減層に重畳するメタル配線層と、を備え、
前記反射率低減層の観察面側の反射率は、前記メタル配線層の観察面側の反射率よりも低いことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記メタル配線層は、前記ゲート配線層及び前記ソース配線層のうち、より観察面側に配置される配線層を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第一の偏光板の観察面側に、カバーガラスを有していないことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記第一の基板は、端子が配置される端子辺を有し、
前記第一の偏光板は、前記端子辺の端辺まで延設されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記反射率低減層は、有機膜及び無機膜の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記有機膜は、カーボンブラックを含むことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記有機膜は、位相差膜であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記位相差膜は、遅相軸が、前記第一の偏光板の透過軸に対して45°の角度をなすことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記有機膜は、偏光膜であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光膜の透過軸は、前記第一の偏光板の透過軸に対して90°の角度をなすことを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
- 前記無機膜は、合金を含むことを特徴とする請求項5~10のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記無機膜は、酸化物又は窒化物を含むことを特徴とする請求項5~10のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記無機膜は、前記メタル配線層と接することを特徴とする請求項5~12のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の基板は、前記支持基板の背面側に、タッチパネル駆動用配線を備えることを特徴とする請求項1~13のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第二の基板は、カラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1~14のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の基板は、更に、前記額縁部において、前記反射率低減層に重畳し、かつ、前記反射率低減層の背面側に接するメタル膜を備えることを特徴とする請求項1~15のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の基板は、更に、前記額縁部において、前記反射率低減層に重畳し、かつ、前記反射率低減層の背面側に接するフロート電極を備え、
前記額縁部において、前記反射率低減層及び前記フロート電極は、前記ソース配線層に重畳し、
前記フロート電極は、前記ゲート配線層と同層に設けられ、かつ、前記ゲート配線層とは接続されていない導電層であることを特徴とする請求項1~16のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記第一の基板は、更に、前記額縁部において、前記反射率低減層と前記メタル配線層との間に絶縁層を備えることを特徴とする請求項1~17のいずれかに記載の液晶表示装置。
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