JP7407585B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、外光、バックライトの光等を利用して画像表示を行うため、液晶表示装置による表示輝度は、光の利用効率に依存する。従来、画像表示の明るさの向上を図る液晶表示装置が種々提案されており、例えば特許文献1は、アレイ基板上に形成された反射電極に複数の開口部を設け、複数の開口部の下方に複数の集光レンズをそれぞれ形成した半透過型の液晶表示装置を開示している。
特開2002-148646号公報
従来の液晶表示装置は、バックライトの光の利用効率の点で改善の余地がある。例えばバックライトで発光した光は、拡散板、光学フィルム、偏光板、アレイ基板、カラーフィルタ、位相差板といった各種部材により減衰するため、液晶パネルから取り出される光量は、最高でも液晶パネルに入射される入射光量の1/10程度であり、極めて低い。一方、表示領域の画素の高密度化に伴い、アレイ基板の開口率が低下するため、液晶パネルの輝度を高めるためには、バックライトの光量を増やす必要がある。その結果、液晶表示装置の消費電力が増大する、液晶パネルが高い温度となるため液晶の駆動効率が低下する、コントラストが低下する、部材が劣化しやすい、などの問題点を誘発するおそれがある。
本開示の液晶表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板間に挟持された液晶層と、前記第1基板と前記第2基板との間に位置する画素と、前記第1基板における前記液晶層と反対側の主面に向かって光を照射するバックライトと、を備え、前記画素は、前記第1基板上に前記第1基板に接して配置された絶縁層と、前記絶縁層上に前記絶縁層に接して配置された、前記絶縁層よりも高い屈折率を有する画素電極を含む単位有効表示部であって、前記画素電極に駆動電圧を印加することによって、前記画素電極とそれに対向する対向電極との間に生じた電界により液晶分子を初期配向状態から運動させて、透過光強度を変調する前記単位有効表示部と、を備えており、前記絶縁層は、前記画素電極に接する、前記画素電極の側の第1面に、平面視において前記単位有効表示部と同じ大きさまたは前記単位有効表示部の全体を含む大きさを有するとともに、前記第1基板の側に向かって湾曲する、湾曲部を有しており、前記絶縁層は、前記第1面を含む第1絶縁層、および前記第1絶縁層と前記第1基板との間に位置し、前記第1絶縁層よりも低屈折率の第2絶縁層を有し、前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層に接する第2面に前記第1基板の側に向かって窪んだ凹部を有し、前記凹部は、底面が前記第1基板の側に向かって湾曲し、前記第1基板の主面に平行な断面における開口の面積が前記第2基板の側に向かうにつれて大きくなっているとともに、前記開口の最大面積が前記単位有効表示部の面積よりも大きく、前記画素は、前記液晶層の内部に、前記液晶層の厚みを一定に維持する複数のスペーサを有し、前記スペーサは、前記第2基板側の端から前記第1基板側の端に向かって先細り状とされた柱状である。
本開示の液晶表示装置によれば、画素に備わった絶縁層が、画素電極の側の第1面に集光レンズとして機能する広面積の湾曲部を有していることから、バックライトの光の利用効率を高めることができるため、バックライトの光量を増大させることなく、表示輝度を向上させることができる。
本開示の一実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。 図1の液晶表示装置における副画素の概略的構成を示す平面図である。 図2の切断面線A1-A2で切断した断面図である。 実施例および比較例における表示輝度の評価結果を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本開示の液晶表示装置の実施形態について説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る液晶表示装置を示すブロック図であり、図2は、図1の液晶表示装置における画素(副画素)の概略的構成を示す平面図であり、図3は、図2の切断面線A1-A2で切断した断面図である。なお、図2においては、図解を容易にするために、一部の構成要素にハッチングを付している。
本実施形態の液晶表示装置100は、図3に示すように、第1基板1と、第1基板1に対向する第2基板2と、第1基板1と第2基板2間に挟持された液晶層71と、第1基板1と第2基板2との間に位置する画素5とを備えており、画素5は、第1基板1上に配置された絶縁層8と、絶縁層8上に配置された画素電極73を含む単位表示部80と、を備えており、絶縁層8は、画素電極73の側の第1面9aに、平面視において単位表示部80と同じ大きさまたは単位表示部80を含む大きさを有するとともに、第1基板1の側に向かって湾曲する、湾曲部10を有している構成である。この構成により、以下の効果を奏する。絶縁層8に備わった湾曲部10が広面積の集光レンズとして機能することから、バックライトの光の利用効率を高めることができる。また、集光レンズとしての湾曲部10は、平面視において画素5における単位有効表示部としての単位表示部80と同等以上の大きさを有していることから、単位表示部80を透過し表示に寄与する光の殆どを集光させることができる。その結果、バックライトの光の利用効率を効果的に高めることができる。なお、画素5は後述する副画素6であってもよい。
単位表示部80は、画素電極73に駆動電圧を印加することによって、画素電極73と対向電極(図3の場合は共通電極72)との間に生じた電界(電気力線)によって液晶分子を初期配向状態から運動させて、透過光強度等を変調することができる単位有効表示部である。尚、単位有効表示部の「単位」とは画素単位でのものという意味である。
また、本実施形態の液晶表示装置100は、より具体的には以下の構成であってもよい。液晶表示装置100は、第1基板1の液晶層71側の面上に配置された複数本のゲート信号線3と、複数のゲート信号線3と交差する複数本のソース信号線4と、第1基板1と第2基板2との間に位置する複数の画素5と、を備え、複数の画素5の各々は、平面視で複数本のゲート信号線3と複数本のソース信号線4とによって区画された部位に配置されている。また液晶表示装置100は、液晶層71と、液晶層71と第1基板1との間に位置する共通電極72と、共通電極層72と第1基板1との間に位置する画素電極73を含むFFS(Fringe Field Switching)構造の液晶表示部7と、を備えている。液晶表示装置100は1つまたは複数の画素5を有する。即ち、液晶表示装置100は1つまたは複数の液晶表示部7を有する。また液晶表示装置100は、FFS型に限らず、IPS(In-Plane Switching)型、TN(Twisted Nematic)型、ECB(Electrically Controlled Birefringence)型等の液晶表示装置であってもよい。
なお、第1基板1の液晶層71側の面上された複数本のゲート信号線3は、第1基板1の液晶層71側の面の上に複数本のゲート信号線3が直接配置された構成であってよく、または面の上方に絶縁層等を介して複数本のゲート信号線3が配置された構成であってもよい。以下同様のケースにおいては上記の構成とし得る。
第1基板(アレイ基板ともいう)1および第2基板(対向基板ともいう)2は、ガラス、透光性プラスチック等から成る平板状の部材である。第1基板1および第2基板2は、第1基板1の一方主面1aと第2基板2の一方主面2aとが対向するように配置されている。第1基板1は、液晶表示装置100の反表示面側の基板であり、第2基板2は、液晶表示装置100の表示面側の基板である。
複数本のゲート信号線3、複数本のソース信号線4、および複数の画素5は、第1基板1と第2基板2との間に位置している。
ゲート信号線3は、例えば図1に示すように、第1方向(例えば、行方向)に延びるように配列されている。ソース信号線4は、例えば図1に示すように、第1方向と交差する第2方向(例えば、列方向)に延びるように配列されている。液晶表示装置100は、ゲート信号線3にゲート信号を順次入力するゲート信号線駆動回路31、およびソース信号線4にソース信号(画像信号)を順次入力するソース信号線駆動回路41を備えている。ゲート信号線3はゲート信号線駆動回路31に接続されており、ソース信号線4はソース信号線駆動回路41に接続されている。
ゲート信号線3およびソース信号線4は、導電材料から成る。ゲート信号線3およびソース信号線4に用いられる導電材料としては、例えば、タンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、クロム、銀、銅およびネオジム等から選択される元素、それらの元素を主成分とする合金材料、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン等の金属窒化物等が挙げられる。また、アルミニウム層上にモリブデン層を積層した積層構造の配線、モリブデン層上にアルミニウム層およびモリブデン層を順次積層した積層構造の配線、アルミニウム層上にチタン層を積層した積層構造の配線等であってもよい。
複数の画素5は、複数本のゲート信号線3と複数本のソース信号線4との交差部に対応してそれぞれ配置されている。各画素5は、複数の副画素6を有している。複数の副画素6のそれぞれは、例えば図2に示すように、平面視において、複数本のゲート信号線3と複数本のソース信号線4とによって区画された部位に配置されている。各画素5が有する複数の副画素6は、例えば、赤色表示のための副画素、緑色表示のための副画素および青色表示のための副画素であってもよい。各画素5は、黄色表示または白色表示のための副画素をさらに有していてもよい。勿論、白黒表示等のモノクロ表示の液晶表示装置の場合、画素5は副画素6を有していなくてもよい。
液晶表示装置100は、第1基板1の他方主面1bに向かって光を出射するバックライト(図示せず)をさらに備えている。バックライトからの光は、第1基板1の他方主面1bから入射し、各画素5によって透過光強度(輝度)等を変調された後、第2基板2の他方主面2bから外部へ出射する。
バックライトは、エッジライト方式のバックライトであってもよい。この場合、バックライトは、光源および導光板を有している。光源は、導光板に向かって光を出射し、導光板は、光源から出射された光を第1基板1の他方主面1b全体に導いて均一に分散させる。エッジライト方式のバックライトで用いられる光源としては、例えば、発光ダイオード(LED)、エレクトロルミネッセンス(EL)、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が挙げられる。導光板は、例えば、樹脂材料から成る。導光板に用いられる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
バックライトは、直下型方式のバックライトであってもよい。この場合、バックライトは、第1基板1の他方主面1b側に配置された多数の光源を有している。多数の光源は、第1基板1の他方主面1bに向かって光を直接に出射する。直下型方式のバックライトで用いられる光源としては、例えば、LED、EL、CCFL、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が挙げられる。
各画素5が有する複数の副画素6は、各々、液晶表示部7および絶縁層8を有している。
液晶表示部7は、液晶層71、共通電極72および画素電極73を有している。液晶層71は、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶等の液晶のいずれかを含んでいる。共通電極72は、例えば図3に示すように、液晶層71と第1基板1との間に位置している。画素電極73は、例えば図3に示すように、共通電極72と第1基板1との間に位置している。共通電極72および画素電極73は、液晶層71に含まれる液晶に、ソース信号線駆動回路41から供給される画像信号に応じた電圧を印加する。共通電極72および画素電極73は、透光性を有する導電材料から成る。共通電極72および画素電極73に用いられる導電材料としては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、リンまたはボロンを含むシリコン等が挙げられる。
本実施形態の液晶表示装置100は、例えば図3に示すように、FFS(Fringe Field Switching)構造を有していてもよい。FFS構造の液晶表示装置100では、共通電極72および画素電極73は、第1基板1と液晶層71との間に配置されている。共通電極72は、櫛歯状形状であり、画素電極73は、ベタ状形状である。共通電極72と画素電極73とは、酸化珪素(SiO2)等から成る層間絶縁層74によって絶縁されている。なお、液晶表示装置100の構造として、IPS(In-Plane Switching)構造等を採用することも可能である。
絶縁層8は、液晶表示部7と第1基板1との間に配置されている。絶縁層8は複数の絶縁層が積層されて構成されており、それらの層間に、ゲート信号線3、ソース信号線4および薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)15が配置されている。絶縁層8は、透光性を有する無機材料または有機材料から成る。絶縁層8の第2基板2側の面(第1面)9aは、画素電極73に接している。絶縁層8に用いられる無機材料としては、例えば、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si34)等が挙げられる。絶縁層8に用いられる有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等が挙げられる。絶縁層8は、これらの無機材料または有機材料の単層構造であってもよく、複数層の積層構造であってもよい。
各副画素6は、上記の薄膜トランジスタ15および配向膜16を有している。
薄膜トランジスタ15は、半導体膜151、ゲート電極152、ソース電極153およびドレイン電極154を有している。半導体膜151は、例えば、アモルファスシリコン(a-Si)、低温多結晶シリコン(Low-Temperature Poly Silicon;LTPS)等から成る。ゲート電極152は、ゲート信号線3に電気的に接続されている。ソース電極153は、例えば図3に示すように、ソース信号線4にコンタクトホール、スルーホール等を介して電気的に接続されている。ドレイン電極154は、画素電極73にコンタクトホール、スルーホール等を介して電気的に接続されている。
配向膜16は、電圧無印加時に初期配向状態にある液晶分子を、電圧印加時に所定方向に遷移させるための部材である。配向膜16は、液晶層71の第1基板1側の表面および第2基板2側の表面に設けられている。配向膜16は、例えば、ポリイミド樹脂等の樹脂材料から成る。
各副画素6は、液晶層71の厚みを一定に維持するためのスペーサ17をさらに有している。スペーサ17は、副画素6の外周領域であって、第1基板1側の配向膜161と第2基板2側の配向膜162との間(すなわち、液晶層71の内部)に複数配置されている。スペーサ17は、球状形状であってもよく、あるいは、例えば図3に示すように、柱状形状であってもよい。スペーサ17は、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料から成る。スペーサ17を設けることにより、外部からの接触、押圧等によって液晶層71の厚みが変化して、画像表示にムラが生じることを抑制できる。
各副画素6は、カラーフィルタ13および遮光膜14をさらに有している。カラーフィルタ13および遮光膜14は、例えば図3に示すように、液晶表示部7と第2基板2との間に位置している。即ち、カラーフィルタ13および遮光膜14は、第2基板2の液晶層71側の面上に配置されている。カラーフィルタ13および遮光膜14と配向膜162との間には、層間絶縁層75が配置されている。
カラーフィルタ13は、該カラーフィルタ13に入射した可視光のうち特定の波長のみを透過させる。各画素5が、赤色表示のための副画素、緑色表示のための副画素および青色表示のための副画素を有する場合、赤色表示のための副画素のカラーフィルタ13は赤色光を選択的に透過させ、緑色表示のための副画素のカラーフィルタ13は緑色光を選択的に透過させ、青色表示のための副画素のカラーフィルタ13は青色光を選択的に透過させる。各画素5は、赤色表示のための副画素を透過した光、緑色表示のための副画素を透過した光および青色表示のための副画素を透過した光によりカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ13は、例えば、染料または顔料を添加した樹脂材料から成る。
遮光膜14は、環状形状であり、平面視でカラーフィルタ13を取り囲むように配置されている。これにより、複数の副画素6のそれぞれを通過する光が相互に干渉することを抑制できるため、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。
遮光膜14は、例えば、スパッタリング法、CVD法等の薄膜形成法によって形成される。遮光膜14は、金属、合金、金属酸化物、黒色系樹脂等の遮光性を有する材料から成る。遮光膜14は、アルミニウム、モリブデン、クロム、チタン、タングステンおよびパラジウムのうちの少なくとも1つを含む金属膜であってもよい。
本実施形態の液晶表示装置100は、絶縁層8が、画素電極73よりも低い屈折率を有していることがよい。この場合、バックライト側(図3では下方側)から集光するように絶縁層8に入射し低屈折率媒質である絶縁層8を透過し高屈折率媒質である画素電極73に入射し透過した光は、集光性がより向上する。また、絶縁層8は、例えば図3に示すように、画素電極73に接する第1面9aに、第1基板1の側に向かって湾曲した湾曲部10を有している。湾曲部10の表面形状は、第1基板1に向かう方向に凸の曲面形状である。湾曲部10の表面形状は、例えば、部分球面形状であってもよく、部分非球面形状であってもよい。画素電極73の屈折率は、例えば、ITO電極であれば2.06~2.2程度であり、絶縁層8の屈折率は、例えば、酸化珪素(SiO2)層であれば1.44~1.50程度であり、窒化珪素(Si34)であれば2程度である。
湾曲部10は、1つの画素5または1つの副画素6において、第1面9aの全体に形成されていてもよい。湾曲部10は、1つの画素5または1つの副画素6において、第1面9aにおける、平面視で複数のスペーサ17の内側に位置する領域の全体に形成されていてもよい。湾曲部10は、1つの画素5または1つの副画素6において、第1面9aにおける、平面視で遮光膜14から露出している領域の全体に形成されていてもよい。これらの構成とすることによって、単位表示部80を透過し表示に寄与する光の殆ど全部を集光させることができる。その結果、バックライトの光の利用効率をより効果的に高めることができる。
画素電極73は、湾曲部10を有する第1面9aの形状に合わせて、第1基板1側の面の少なくとも一部が第1基板1の側に向かって湾曲している。また、画素電極73は、第1面9aの形状に対応して、第2基板2側の面の少なくとも一部が第1基板1の側に向かって湾曲していていることがよい。さらに、共通電極72および層間絶縁層74も、画素電極73の湾曲に対応して、第1基板1の側に向かって湾曲していていることがよい。これらの構成により、画素電極73の湾曲部と層間絶縁層74の湾曲部と共通電極72の湾曲部とが、集光レンズとして機能する。
絶縁層8と画素電極73との湾曲した境界面は、該境界面を通過する光を、副画素6の中央に向かって集光する光学的機能を有する。これにより、液晶表示装置100は、バックライトの光の利用効率を向上させることができるため、バックライトの光量を増大させることなく、液晶層71およびカラーフィルタ13を介して外部へ出射する光の光量を増大させることができる。ひいては、液晶表示装置100の表示輝度を向上させることができる。
また、液晶表示装置100によれば、第1基板1から第2基板2に向かって進行する光を、副画素6の中央に向かって集光することができるため、1つの副画素6から、該1つの副画素6に隣接する副画素6に向かう迷光の発生を抑制でき、ひいては、液晶表示装置100の表示品質を向上させることができる。
また、液晶表示装置100によれば、バックライトの光量を減少させても十分な表示輝度を得ることができる。それゆえ、バックライトの光量を減少させることにより、十分な表示輝度を維持しつつ、液晶表示装置100の消費電力を低減することが可能になる。また、バックライトの光量を減少させることで、バックライトにおける発熱を抑制できるため、バックライトで生じる熱が液晶表示装置100の表示品質に及ぼす悪影響を低減することも可能になる。
なお、平面視において、湾曲部10の外周縁10aは、その形状が、正方形、矩形、円形、長円形、楕円形等であってもよく、その他の形状であってもよい。平面視における外周縁10aの形状が正方形、矩形または長円形である場合には、ゲート信号線3とソース信号線4とによって区画された領域に、大きな湾曲部10を容易に形成することができる。このため、絶縁層8と画素電極73との境界面による集光効果を向上させることが可能になる。また、平面視における外周縁10aの形状が正方形または矩形である場合、外周縁10aは角部が丸められていてもよい。
絶縁層8は、第1絶縁層9および第2絶縁層11を有していてもよい。第1絶縁層9は、第1面9aを含んでおり、第2絶縁層11は、第1絶縁層9と第1基板1との間に位置している。第2絶縁層11は、第1絶縁層9の屈折率よりも低い屈折率を有している。第1絶縁層9は、例えばアクリル樹脂等の有機材料から成っていてもよい。第2絶縁層11は、例えば酸化珪素等の無機材料から成っていてもよい。第1絶縁層9の屈折率は、例えば、窒化珪素(Si34)であれば2程度、アクリル樹脂であれば1.49程度であり、第2絶縁層11の屈折率は、例えば、酸化珪素(SiO2)層であれば1.44~1.50程度である。
第1絶縁層9および第2絶縁層11は、単層構造であってもよく、複数層の積層構造であってもよい。本実施形態では、例えば図3に示すように、第2絶縁層11は、3層の積層構造であり、第3絶縁層111、第4絶縁層112および第5絶縁層113を有している。第3絶縁層111、第4絶縁層112および第5絶縁層113は、第1基板1の一方主面1a上に順次積層されている。第3絶縁層111と第5絶縁層113とは、例えば酸化珪素等の同一材料から成っている。第4絶縁層112は、例えば窒化珪素等の材料から成り、薄膜トランジスタ15のゲート絶縁膜として機能している。
第2絶縁層11は、第1絶縁層9に接する第2面11aに、第1基板1の側に向かって窪む凹部12を有していてもよい。凹部12内には第1絶縁層9が入り込んでいてもよい。凹部12の底面12aおよび内周面12bと第1絶縁層9との境界面は、第1基板1から第2基板2に向かって進行する光を、副画素6の中央に向かって集光することができる。液晶表示装置100は、集光効果を有する境界面を複数有することで、液晶層71およびカラーフィルタ13を介して外部へ出射する光の光量を効果的に増大させることができる。ひいては、バックライトの光量を増大させることなく、液晶表示装置100の表示輝度を一層向上させることができる。
凹部12は、第5絶縁層113だけに形成されていてもよく、第5絶縁層113および第4絶縁層112にかけて形成されていてもよく、第5絶縁層113、第4絶縁層112および第3絶縁層111にかけて形成されていてもよい。本実施形態では、例えば図3に示すように、凹部12は、第5絶縁層113、第4絶縁層112および第3絶縁層111にかけて形成されている。これにより、底面12aと第1絶縁層9との境界面を、バックライトの光が入射する第1基板1に近接させることができるため、迷光の発生を効果的に抑制できる。また、内周面12bの面積を増大させることによって凹部12における第1絶縁層9との境界面の面積を増大させることができるため、該境界面による集光効果が顕著になる。
凹部12の底面12aは、例えば図3に示すように、第1基板1の側に向かって湾曲していてもよい。これにより、底面12aと第1絶縁層9との境界面は、第1基板1から第2基板2に向かって進行する光を、副画素6の中央に向かって効果的に集光することができる。底面12aの表面形状は、第1基板1の側に向かう方向に凸の曲面形状である。底面12aの表面形状は、例えば、部分球面形状であってもよく、部分非球面形状であってもよい。また、底面12aの全体が第1基板1に向かって湾曲していてもよく、底面12aの一部が第1基板1に向かって湾曲していてもよい。
凹部12は、第1基板1の一方主面1aに平行な断面における開口の面積が第2基板2に向かうにつれて大きくなっていてもよい。凹部12は、第2面11aにおける開口縁が、平面視で、底面12aの外周縁を取り囲んでいてもよい。これにより、凹部12の内周面12bは、開口の大きさ(内周の長さ)が上方に向かって漸次大きく(長く)なっている漏斗状の形状となることから、内周面12bと第1絶縁層9との境界面が、第1基板1から第2基板2に向かって進行する光を、副画素6の中央に向かって効果的に集光することができる。このため、バックライトの光量を増大させることなく、液晶層71およびカラーフィルタ13を介して外部へ出射する光の光量を効果的に増大させることができる。ひいては、液晶表示装置100の表示輝度を一層向上させることができる。
遮光膜14は、平面視で、湾曲部10を取り囲んでいてもよい。これにより、絶縁層8と画素電極73との境界面を通過し、副画素6の中央に向かって集光された光が、遮光膜14によって遮光されてしまうことを抑制できるため、液晶表示装置100の表示輝度が不所望に低下することを抑制できる。
湾曲部10を有する絶縁層8は、例えば、次の方法で形成することができる。先ず、第1基板1の一方主面1a上に、薄膜トランジスタ15、ゲート信号線3およびソース信号線4が層間に配置された多層積層型の絶縁層8の前駆体を形成する。次に、前駆体の表面にエッチング処理を施して、前駆体の表面を第1基板1の側に向かって湾曲した湾曲形状とする。その後、前駆体の表面に液晶表示部7を配置することにより、画素電極73に接する第1面9aに湾曲部10を有する絶縁層8を形成することができる。
第2絶縁層11の凹部12は、例えば、次の方法で形成することができる。先ず、第1基板1の一方主面1a上に、薄膜トランジスタ15およびゲート信号線3が層間に配置された多層積層型の第2絶縁層11の前駆体を形成する。次に、前駆体の表面にエッチング処理を施して、前駆体の表面に第1基板1の側に向かって窪んだ凹部12を形成する。その後、前駆体の表面に第1絶縁層9となる絶縁層を形成することにより、第1絶縁層9に接する第2面11aに凹部12を有する第2絶縁層11を形成することができる。なお、第2絶縁層11に凹部12を形成した場合、第2絶縁層11上に形成される、第1絶縁層9となる絶縁層は、表面が表面モホロジーによって凹部12の形状に対応して湾曲するので、湾曲部10を形成するためのエッチング処理を省略してもよい。
図1~3に示した液晶表示装置100と同様の構成の液晶表示装置を作製し、実施例の液晶表示装置を得た。
第1面9aが湾曲しておらず、第2面11aが凹部12を有していないこと以外は、実施例と同様にして比較例の液晶表示装置を得た。
実施例の液晶表示装置および比較例の液晶表示装置のそれぞれにおいて、表示面(第2基板2の他方主面2b)における表示輝度を測定した。バックライトとしては、同一のバックライトを使用した。
図4は、実施例および比較例の評価結果を示す図である。図4においては、評価結果として、実施例および比較例の液晶表示装置で測定された表示輝度を、比較例の液晶表示装置で測定された表示輝度で規格化した値を示している。図4に示すように、実施例の評価結果は、比較例の液晶表示装置の表示輝度の1.00に対して1.045であった。即ち、画素5における全光線透過率が6.7%から7.0%に向上し、比較例の液晶表示装置に対して、表示輝度が約4.5%向上していることが確認できた。
本開示の液晶表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、スマートウォッチ等のデジタル表示式腕時計、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、頭部装着型画像表示装置(Head Mounted Display device;HMD)、列車等の車両内の広告表示機等が挙げられる。
1 第1基板
1a 一方主面
1b 他方主面
2 第2基板
2a 一方主面
2b 他方主面
3 ゲート信号線
31 ゲート信号線駆動回路
4 ソース信号線
41 ソース信号線駆動回路
5 画素
6 副画素
7 液晶表示部
8 絶縁層
9 第1絶縁層
9a 第1面
10 湾曲部
10a 外周縁
11 第2絶縁層
11a 第2面
111 第3絶縁層
112 第4絶縁層
113 第5絶縁層
12 凹部
12a 底面
12b 内周面
13 カラーフィルタ
14 遮光膜
15 薄膜トランジスタ
151 半導体膜
152 ゲート電極
153 ソース電極
154 ドレイン電極
16,161,162 配向膜
17 スペーサ
71 液晶層
72 共通電極
73 画素電極
74,75 層間絶縁層
80 単位表示部
100 液晶表示装置

Claims (3)

  1. 第1基板と、
    前記第1基板に対向する第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板間に挟持された液晶層と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に位置する画素と、
    前記第1基板における前記液晶層と反対側の主面に向かって光を照射するバックライトと、を備え、
    前記画素は、前記第1基板上に前記第1基板に接して配置された絶縁層と、前記絶縁層上に前記絶縁層に接して配置された、前記絶縁層よりも高い屈折率を有する画素電極を含む単位有効表示部であって、前記画素電極に駆動電圧を印加することによって、前記画素電極とそれに対向する対向電極との間に生じた電界により液晶分子を初期配向状態から運動させて、透過光強度を変調する前記単位有効表示部と、を備えており、
    前記絶縁層は、前記画素電極に接する、前記画素電極の側の第1面に、平面視において前記単位有効表示部と同じ大きさまたは前記単位有効表示部の全体を含む大きさを有するとともに、前記第1基板の側に向かって湾曲する、湾曲部を有しており、
    前記絶縁層は、前記第1面を含む第1絶縁層、および前記第1絶縁層と前記第1基板との間に位置し、前記第1絶縁層よりも低屈折率の第2絶縁層を有し、
    前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層に接する第2面に前記第1基板の側に向かって窪んだ凹部を有し、
    前記凹部は、底面が前記第1基板の側に向かって湾曲し、前記第1基板の主面に平行な断面における開口の面積が前記第2基板の側に向かうにつれて大きくなっているとともに、前記開口の最大面積が前記単位有効表示部の面積よりも大きく、
    前記画素は、前記液晶層の内部に、前記液晶層の厚みを一定に維持する複数のスペーサを有し、
    前記スペーサは、前記第2基板側の端から前記第1基板側の端に向かって先細り状とされた柱状である液晶表示装置。
  2. 前記画素は、前記第2基板と前記液晶層との間に位置するカラーフィルタ、および平面視で矩形環状の遮光膜をさらに有し、
    前記遮光膜は、平面視で前記カラーフィルタを取り囲んでいる、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記遮光膜は、平面視で前記湾曲部を取り囲んでいる、請求項に記載の液晶表示装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004988A (ja) 1999-06-24 2001-01-12 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2002091339A (ja) 2000-09-13 2002-03-27 Seiko Epson Corp 電気光学装置、それを用いた投射型液晶表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法
JP2003177396A (ja) 2001-12-11 2003-06-27 Seiko Epson Corp 半透過・反射型電気光学装置、電子機器、および半透過・反射型電気光学装置の製造方法
JP2006154577A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP2010085537A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Seiko Epson Corp 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器
JP2010101946A (ja) 2008-10-21 2010-05-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
CN106200173A (zh) 2016-07-18 2016-12-07 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板及其制作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3213977B2 (ja) * 1991-08-23 2001-10-02 ソニー株式会社 液晶表示装置及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004988A (ja) 1999-06-24 2001-01-12 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2002091339A (ja) 2000-09-13 2002-03-27 Seiko Epson Corp 電気光学装置、それを用いた投射型液晶表示装置並びに電子機器、および電気光学装置の製造方法
JP2003177396A (ja) 2001-12-11 2003-06-27 Seiko Epson Corp 半透過・反射型電気光学装置、電子機器、および半透過・反射型電気光学装置の製造方法
JP2006154577A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP2010085537A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Seiko Epson Corp 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器
JP2010101946A (ja) 2008-10-21 2010-05-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
CN106200173A (zh) 2016-07-18 2016-12-07 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板及其制作方法

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