JP6231246B2 - 液晶パネル及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
対向基板又はTFT基板には、RGB(Red,Green,Blue)3原色、RGBY(Red,Green,Blue,Yellow )4原色、又はRGBW(Red,Green,Blue,White)4原色等を有する着色層が含まれている。以下では、RGB3原色を例示する。各画素は、R色、G色、及びB色の何れか1色の着色層を有する。
対向基板又はTFT基板には遮光部材が含まれている。画素同士は遮光部材によって区画される。遮光部材は、例えば複数個の開口(非遮光部)を有するブラックマトリクス(以下BMという)の遮光部、及び/又はTFT層の配線である。
対向基板及びTFT基板夫々には、液晶層に接する配向膜が含まれている。各配向膜の液晶層に接する面には、ストライプ状の配向領域が設けられている。配向領域には、互いに平行な複数本の筋状部が含まれている。液晶層を構成する液晶分子は、筋状部の長さ方向に沿って配向される。
円筒面状に湾曲した液晶パネルは、平板状の液晶パネルを円筒面状に湾曲することによって得られる。以下では、円筒面状に湾曲した液晶パネルを湾曲後の液晶パネルといい、平板状の液晶パネルを湾曲前の液晶パネルという。
正面側配向膜と液晶層の背面側の各部との離隔距離は比較的長いので、正面側筋状部の位置ずれは比較的大きい。しかしながら、正面側筋状部の位置ずれの方向は正面側筋状部の長さ方向である。故に、ドメイン同士の境界線の内、正面側筋状部の長さ方向に沿う境界線は、自身の長さ方向に位置ずれする。このような位置ずれが起きても、ドメイン同士の面積比の変化は起こらない。
周方向遮光部(及び交差方向遮光部)は、例えば矩形状の画素の周方向の一辺部(及び周方向に交差する方向の他辺部)に対応する。
湾曲前の液晶パネルの湾曲に伴い、周方向遮光部及び交差方向遮光部の配置位置は、液晶層の背面側の各部の配置位置に対して、周方向に位置ずれを起こすことがある。
とはいえ、背面側配向膜よりも背面側に設けられている交差方向遮光部の位置ずれは、交差方向遮光部が正面側配向膜よりも正面側に設けられている場合に比べて小さい。つまり、ドメイン同士の面積比の変化は、無視することができるほど小さい。
配線が周方向に位置ずれを起こしたとしても、配線は、例えば矩形状の画素の一辺部に沿って位置ずれするだけである。故に、配線が画素の内部を無用に遮光してしまう虞はない。つまり、各画素におけるドメイン同士の面積比は変化しない。
故に、面積比の大幅な変化に起因する液晶パネルの視野角特性(延いては液晶表示装置の視野角特性)の悪化を抑制することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置1の構成を模式的に示す断面図である。
本実施の形態の液晶表示装置1は、テレビジョン受信機、又はパーソナルコンピュータのディスプレイ等として構成されている。液晶表示装置1は、RGB三原色を用いてカラー画像を表示する。
以下では、湾曲していない平面状の矩形及びマトリクス、及びこれらを円筒面状に湾曲したものを、特に区別せず何れも矩形及びマトリクスという。
TFT基板2には、ガラス基板21、TFT層22、及び配向膜23(背面側配向膜)が含まれている。TFT層22は、画素電極24,24,…及びTFT25,25,…、並びに図示しない各複数本の信号配線及びゲート配線を有している。図1に示す右下がりのハッチングは、TFT層22における画素電極24,24,…及びTFT25,25,…以外を表わしている。
対向基板3には、ガラス基板31、カラーフィルタ層32、透明電極層33、及び配向膜34(正面側配向膜)が含まれている。カラーフィルタ層32は、BM35(遮光層)及び着色層36,36,…を有している。カラーフィルタ層32のBM35は、非遮光部である開口37,37,…と、遮光部とを有する。図1に示す右上がりのハッチングは、BM35の遮光部を表わしている。
拡散板41及び偏光板42は各矩形状であり、夫々透光性を有する。偏光板42は、拡散板41の前面に積層されている。
ガラス基板21は矩形状であり、透光性を有する。ガラス基板21は、偏光板42の前面に積層されている。
TFT層22は、ガラス基板21の前面に積層された矩形状である。
TFT層22の信号配線及びゲート配線は夫々遮光性を有する。信号配線は、周方向に複数本並設されている。信号配線の長さ方向は上下方向である。ゲート配線は、上下方向に複数本並設されている。ゲート配線の長さ方向は周方向である。信号配線と信号配線とは互いに絶縁された状態で格子状に交差している。
画素電極24,24,…夫々は透光性を有する。各画素電極24の配置位置は、画素の中心である。
各TFT25のソース電極、ゲート電極、及びドレイン電極は、何れか1本の信号配線、何れか1本のゲート配線、及び何れか1個の画素電極24に電気的に接続されている。TFT25は、ゲート配線又はBM35の遮光部等によって遮光されている。
ガラス基板31は矩形状であり、透光性を有する。
カラーフィルタ層32が有するBM35の開口37,37,…は各矩形状であり、BM35における表示領域にマトリクス状に並設されている。BM35の遮光部は、BM35の開口37,37,…以外であり、上下方向に長い部分と、周方向に長い部分とが格子状に交差している。
BM35は、ガラス基板31の後面上に形成された遮光材料層に対してフォトリソグラフィを行なうことによって設けられる。
着色層36,36,…は、BM35の遮光部上及び開口37,37,…夫々の内部に形成された着色材料層に対してフォトリソグラフィを行なうことによって設けられる。各着色層36は透光性を有し、且つ、R色、G色、及びB色の何れか1色を有している。各開口37は、何れか1色の着色層36によって閉塞されている。
配向膜34は透光性を有する。配向膜34は、透明電極層33の後面に積層された矩形状である。配向膜34の後面には、ストライプ状の配向領域が設けられている。
偏光板42,44は、互いに直交する直線偏光を夫々透過する。
封止部46は矩形枠状であり、遮光性を有する。封止部46は、TFT基板2と対向基板3との間にて、TFT基板2及び対向基板3夫々の額縁領域に接着している。つまり、TFT基板2と対向基板3とは封止部46を介して接着されている。
液晶層43は透光性を有し、TFT基板2と対向基板3との間、且つ、封止部46に囲繞された空間に配されている。換言すれば、液晶層43は、封止部46によって、TFT基板2と対向基板3との間に封止されている。
液晶層43の後面(背面側の面)は配向膜23の配向領域に接触しており、液晶層43の前面(正面側の面)は配向膜34の配向領域に接触している。
照明装置12は、液晶パネル11を後側から照明する。
照明装置12が発した光は、拡散板41を透過することによって拡散する。拡散した光は、偏光板42を透過してからTFT基板2に入射する。
TFT基板2に入射した光は、ガラス基板21、画素電極24,24,…、及び配向膜23を順に透過してから、液晶層43に入射する。
ゲート配線を介してTFT25がオンされると、信号配線及びTFT25,25,…を介して画素電極24,24,…と透明電極層33との間に電圧が印加される。この結果、液晶層43に電圧が印加される。
液晶層43に電圧が印加されていない場合、液晶層43に入射した光は、そのまま液晶層43を透過する。
一方、液晶層43に電圧が印加された場合、液晶層43を構成する液晶分子の配列が変化する。液晶層43に入射した光は、液晶層43によって偏光されてから液晶層43を透過する。
対向基板3に入射した光は、配向膜34、透明電極層33、着色層36,36,…、及びガラス基板31を順に透過してから出射する。
液晶層43をそのまま透過した光は、対向基板3から出射した後、偏光板44によって遮断される。液晶層43によって偏光された光は、対向基板3から出射した後、偏光板44、及び保護ガラス45を順に透過し、外部へ出射する。
以上の結果、液晶パネル11の表示領域にカラー画像が表示される。
図2には、液晶パネル11のTFT基板2(右下がりのハッチング部分)、対向基板3(右上がりのハッチング部分)、及び液晶層43が示されている。
図中20,30は、液晶パネル11の湾曲に伴う周方向の位置ずれを説明するための仮想的な指標である。
各指標20(及び各指標30)は、TFT基板2(及び対向基板3)に配されている。以下では、添え字Cは、左右方向の中心位置の指標であることを意味している。添え字L(及び添え字R)は、中心位置よりも左側(及び右側)の指標であることを意味している。添え字a(添え字b)は、TFT基板2(又は対向基板3)の内部における前側(及び後側)の指標であることを意味している。
液晶層43を構成する液晶分子は、筋状部26の長さに沿って配向される。一部の筋状部26,26,…は、液晶分子を長さ方向の一側に配向させ、残部の筋状部26,26,…は、液晶分子を長さ方向の他側に配向させる。配向膜23には、液晶分子を長さ方向の一側に配向させる複数本の筋状部26,26,…と、液晶分子を長さ方向の他側に配向させる複数本の筋状部26,26,…とが左右方向(又は周方向)に交互に並設されている。
図3及び図4に示す破線は、ドメインの境界線B1,B2を表わしている。各画素Pには、長さ方向が上下方向の境界線B1と左右方向(又は周方向)の境界線B2とが十字状に生じる。境界線B1の長さ方向及び配置位置は、筋状部26,26,…の長さ方向及び配置位置に対応しており、境界線B2の長さ方向及び配置位置は、筋状部38,38,…の長さ方向及び配置位置に対応している。
筋状部26,26,…が周方向に位置ずれすると、境界線B1は自身の長さ方向に交差する方向に位置ずれする。しかしながら、配向膜23はTFT層22に隣接している。故に、筋状部26,26,…の周方向の位置ずれは無視することができるほど小さい。従って、境界線B1の長さ方向に交差する方向の位置ずれは無視することができるほど小さい。
つまり、境界線B1,B2は、各画素Pにおけるドメイン同士の面積比の大幅な変化が起きるような位置ずれを起こさない。
一方、湾曲後の液晶パネル11は、各画素におけるドメイン同士の面積比は湾曲前と略同じである。故に、面積比の大幅な変化に起因する視野角特性の悪化を抑制することができる。
図5は図4に対応する。しかしながら、配向膜23には、筋状部38,38,…が並設されており、配向膜34には筋状部26,26,…が並設されている。
この場合、筋状部38,38,…の周方向の位置ずれは無視することができるほど小さい。従って、境界線B2の長さ方向の位置ずれは無視することができるほど小さい。
一方、筋状部26,26,…の周方向の位置ずれは筋状部38,38,…の周方向の位置ずれに比べて大きい。従って、境界線B1は、境界線B1の長さ方向に交差する方向に大幅に位置ずれする。
図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置1の構成を模式的に示す断面図である。図6は図1に対応する。
本実施の形態の液晶表示装置1は、実施の形態1の液晶表示装置1と略同様の構成である。以下では、実施の形態1との差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
本実施の形態の対向基板3には、カラーフィルタ層32は含まれていない。故に、透明電極層33は、ガラス基板31の後面における表示領域に積層されている。
本実施の形態のTFT基板2には、カラーフィルタ層32が含まれている。カラーフィルタ層32は、ガラス基板21とTFT層22との間に介在している。即ち、カラーフィルタ層32は、配向膜23よりも背面側に設けられている。
各画素Pは、1個の開口37を有している。
BM35においては、各複数本の周方向遮光部351,351,…及び交差方向遮光部352,352,…が格子状に交差している。周方向遮光部351,351,…は、BM35の遮光部における周方向に長い部分であり、交差方向遮光部352,352,…は、BM35の遮光部における上下方向に長い部分である。
カラーフィルタ層32はTFT層22に隣接している。従って、TFT層22の各部に対する周方向遮光部351,351,…及び交差方向遮光部352,352,…夫々の周方向の位置ずれは無視することができるほど小さい。
以上の結果、液晶パネル11の湾曲前の各画素Pにおけるドメイン同士の面積比と、液晶パネル11の湾曲後の各画素Pにおけるドメイン同士の面積比とは、略等しい。
図8は図7に対応する。しかしながら、カラーフィルタ層32は、実施の形態1と同様に対向基板3に含まれている。
この場合、TFT層22の各部に対する周方向遮光部351,351,…及び交差方向遮光部352,352,…夫々の周方向の位置ずれは、カラーフィルタ層32がTFT基板2に含まれている場合に比べて大きい。
しかしながら、周方向に位置ずれを起こした交差方向遮光部352は画素Pの内部に侵入することがある。このとき、複数個のドメインの内の一部が交差方向遮光部352によって遮光されてしまう。
また、交差方向遮光部352が画素Pの内部に侵入することによる開口率の低下、及び、交差方向遮光部352が本来遮光すべき部分(例えばドメイン不良領域)が遮光されないことによって、表示品位が悪化する虞がある。
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置1の構成を模式的に示す断面図である。図9は図1に対応する。
図10は、液晶表示装置1が備える液晶パネル11の画素を模式的に示す正面図である。図10に示す太い実線は、画素Pの周縁部を表わしている。図10には、上下方向及び周方向に隣り合う4個の画素P,P,…を示している。
本実施の形態の液晶表示装置1は、実施の形態1の液晶表示装置1と略同様の構成である。以下では、実施の形態1との差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
遮光性部材39,39,…は、TFT25,25,…を遮光するためのものである。故に、遮光性部材39,39,…の配置位置は、TFT25,25,…配置位置に対応している。遮光性部材39,39,…は、ガラス基板31の後面上に形成された遮光材料層に対してフォトリソグラフィを行なうことによって設けられる。
信号配線27,27,…及びゲート配線28,28,…は実施の形態1のTFT層22の信号配線及びゲート配線と同様のものである。
各画素Pは、上下方向に隣り合う2本のゲート配線28,28と、周方向に隣り合う2本の信号配線27,27に囲繞されている。即ち、画素P,P,…同士は、信号配線27,27,…及びゲート配線28,28,…によって区画されている。信号配線27は交差方向遮光部であり、ゲート配線28は周方向遮光部である。
遮光性部材39は、湾曲に伴う周方向の位置ずれによって画素Pの内部を遮光することがある。しかしながら、遮光性部材39が画素Pを遮光し得る面積は、例えばBM35の遮光部が画素Pの内部を遮光し得る面積に比べて、無視することができるほど小さい。
以上の結果、液晶パネル11の湾曲前の各画素Pにおけるドメイン同士の面積比と、液晶パネル11の湾曲後の各画素Pにおけるドメイン同士の面積比とは、略等しい。
遮光性部材39は対向基板3に含まれているので、遮光性部材39を構成する遮光材料が、TFT基板2に含まれているTFT層22に悪影響を及ぼす虞はない。
本実施の形態の液晶表示装置1は、実施の形態1の液晶表示装置1と略同様の構成である。以下では、実施の形態1との差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
複数個の画素P,P,…は、1個の開口37の相異なる一部分ずつを有している。画素P,P,…同士はBM35の周方向遮光部351,351,…(実施の形態2参照)とTFT層22の信号配線27,27,…(実施の形態3参照)によって区画される。
なお、実施の形態1〜4の液晶表示装置1は前側が凸状に湾曲しているが、後側が凸状に湾曲していてもよい。また、円筒面状の液晶表示装置1の軸方向は上下方向以外(例えば左右方向)でもよい。
また、本発明の効果がある限りにおいて、液晶パネル11又は液晶表示装置1に、実施の形態1〜4に開示されていない構成要素が含まれていてもよい。
各実施の形態に開示されている構成要件(技術的特徴)はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせによって新しい技術的特徴を形成することができる。
11 液晶パネル
12 照明装置
23 配向膜(背面側配向膜)
25 TFT(スイッチング素子)
26,38 筋状部
27 信号配線(配線,交差方向遮光部)
28 ゲート配線(周方向遮光部)
34 配向膜(正面側配向膜)
35 BM(遮光層)
351 周方向遮光部
352 交差方向遮光部
37 開口
39 遮光性部材
43 液晶層
P 画素
Claims (6)
- 液晶層と、
該液晶層の正面側及び背面側に接し、前記液晶層を構成する液晶分子を配向させるための筋状部が夫々に設けられている正面側配向膜及び背面側配向膜と
を備え、
円筒面状に湾曲した液晶パネルであって、
前記正面側配向膜に設けられている筋状部の長さ方向は、円筒面の周方向であり、
前記背面側配向膜に設けられている筋状部の長さ方向は、前記周方向に交差する方向であることを特徴とする液晶パネル。 - 前記周方向に長い周方向遮光部と、
前記周方向に交差する方向に長い交差方向遮光部と
を更に備え、
前記周方向遮光部及び交差方向遮光部は画素同士を区画しており、
前記交差方向遮光部は、前記背面側配向膜よりも背面側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶パネル。 - 開口と前記周方向遮光部及び交差方向遮光部とを有する遮光層を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の液晶パネル。
- 前記交差方向遮光部は、前記周方向に交差する方向に長く、前記液晶分子を駆動するための配線であることを特徴とする請求項2に記載の液晶パネル。
- 前記液晶分子を駆動するためのスイッチング素子と、
前記正面側配向膜よりも正面側に設けられており、前記スイッチング素子を遮光するための遮光性部材と
を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の液晶パネル。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載の液晶パネルと、
該液晶パネルを背面側から照明する照明装置と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
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