JP2014174445A

JP2014174445A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2014174445A
Application number: JP2013049053A
Authority: JP
Inventors: Saori Sugiyama; 里織杉山; Masateru Morimoto; 政輝森本
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-22
Also published as: US20140267986A1; CN104049411A

Abstract

【課題】配向異常の影響を最低限に抑えることを目的とする。
【解決手段】液晶表示装置は、開口１８を有するブラックマトリクス１２と、開口１８に配置されるように第１基板１０に形成される複数色の着色層２４と、を有する。第１配向膜３０は、スペーサ２８によって、第２配向膜３６の方向に突出する凸部２０が形成される。ブラックマトリクス１２は、横方向に延びて縦方向に隣同士が並ぶ複数の横ライン部１４と、縦方向に延びて横方向に隣同士が並ぶ複数の縦ライン部１６と、が交差する形状を有する。開口１８は、横方向の一方の側に凸部２０を有し、他方の側に凹部２２を有する形状である。スペーサ２８は、最も透過率が高い色の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に隣接する縦ライン部１６と複数の横ライン部１４との交差部を除いて、縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶パネルは一対の基板を有しており、両者間のギャップ（液晶の封入スペース）を保持するために、一方の基板にはスペーサが設けられている（特許文献１参照）。各基板の相互に対向する面には配向膜が形成されており、スペーサ上に配向膜が形成される。したがって、スペーサによって配向膜に凸部が形成される。

特開２００５−３４５８１９号公報

配向膜には、液晶分子を一定方向に配列させるために一定方向の溝が形成されている。スペーサによって配向膜に凸部があると、溝を形成するためのラビング工程で配向異常が生じる。配向異常は、ラビングを行う方向（溝を形成する方向）に生じる。配向異常が画素領域にあると、光漏れ、コントラストの低下又はすじむら不良の要因となる。

本発明は、配向異常の影響を最低限に抑えることを目的とする。

（１）本発明に係る液晶表示装置は、第１基板と、複数の開口を有するように前記第１基板に形成されたブラックマトリクスと、それぞれの前記開口にいずれかが配置されるように前記第１基板に形成されてカラーフィルタを構成する複数色の着色層と、前記第１基板に設けられた複数のスペーサと、前記第１基板の前記複数のスペーサが設けられた面に前記複数のスペーサに載るように形成された第１配向膜と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に形成された第２配向膜と、前記第１配向膜と前記第２配向膜の間に配置された液晶材料と、を有し、前記第１配向膜は、前記複数のスペーサによって、前記第２配向膜の方向に突出する凸部が形成され、前記ブラックマトリクスは、横方向に延びて縦方向に隣同士が並ぶ複数の横ライン部と、前記縦方向に延びて前記横方向に隣同士が並ぶ複数の縦ライン部と、が交差する形状を有し、前記複数の開口は、それぞれ、前記横方向の一方の側に凸部を有し、他方の側に凹部を有する形状であり、それぞれの前記スペーサは、最も透過率が高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記複数の横ライン部との交差部を除いて、前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする。本発明では、スペーサによって第１配向膜に凸部が形成されるので、ラビング工程で、凸部からラビング工程を行う方向に配向異常が生じる。しかし、最も透過率が高い色の着色層が配置された開口の凸部に隣接する縦ライン部と横ライン部との交差部を避けて、スペーサが配置されている。したがって、最も影響の大きい配向異常は、最も透過率が高い色の着色層を避けているので、影響を最低限に抑えることができる。

（２）（１）に記載された液晶表示装置において、少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が最も低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴としてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載された液晶表示装置において、少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴としてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が最も高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴としてもよい。

（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、前記複数のスペーサは、メインスペーサと、前記メインスペーサよりも低いサブスペーサを含むことを特徴としてもよい。

（７）（６）に記載された液晶表示装置において、前記メインスペーサは、前記透過率が最も低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部と、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部との間に位置する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置され、前記サブスペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部と、前記透過率が最も高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部との間に位置する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴としてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置の一部を示す平面図である。図２に示す液晶表示装置のIII−III線断面図である。第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図５に示す液晶表示装置の一部を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。液晶表示装置は、例えばガラス基板などの光透過性基板である第１基板１０を有する。第１基板１０にはブラックマトリクス１２が形成されている。

図２は、図１に示す液晶表示装置の一部を示す平面図である。なお、図１は、図２に示す液晶表示装置のＩ−Ｉ線断面図である。ブラックマトリクス１２は、横方向（図２の左右方向）に延びて縦方向（図２の上下方向）に隣同士が並ぶ複数の横ライン部１４と、縦方向に延びて横方向に隣同士が並ぶ複数の縦ライン部１６と、が交差する形状を有する。本実施形態で、縦方向と横方向は直交する。図２の例では、横ライン部１４が縦ライン部１６よりも幅（延長方向に直交する幅）が広い。

ブラックマトリクス１２は、複数の開口１８を有する。各開口１８がサブピクセルであり、複数のサブピクセルから画素が構成される。複数の開口１８は、それぞれ、横方向の一方の側に凸部２０を有し、他方の側に凹部２２を有する形状である。言い換えると、ブラックマトリクス１２の縦ライン部１６は、隣同士の横ライン部１４の間で屈曲している。ブラックマトリクス１２がこのような形状になっているのは、視野角を拡大するためのマルチドメイン方式が適用されているからである。

図３は、図２に示す液晶表示装置のIII−III線断面図である。マルチドメイン方式では、１画素内に液晶分子の配向状態が異なる２つ以上の領域が存在する。突起Ｐによって、配向状態の異なる複数の分割領域ＤＡが区画されている。

図１又は図２に示すように、ブラックマトリクス１２のそれぞれの開口１８にいずれかが配置されるように、複数色の着色層２４が第１基板１０に形成されている。複数の着色層２４はカラーフィルタを構成する。複数色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）である。緑（Ｇ）の着色層２４が最も光の透過率が高く、視認性も高い。青（Ｂ）の着色層２４が最も光透過率が低く、視認性も低い。ブラックマトリクス１２の開口１８の凸部２０が向く方向（図２で右方向）に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の順で、複数色の着色層２４が並んでいる。なお、それぞれの着色層２４は、縦ライン部１６に沿って帯状に形成されており、図１に示すように横ライン部１４と重なっている。着色層２４は平坦化層２６で覆われている。

第１基板１０には、複数のスペーサ２８が設けられている。詳しくは平坦化層２６上に複数のスペーサ２８が設けられている。第１基板１０の複数のスペーサ２８が設けられた面には、複数のスペーサ２８に載るように第１配向膜３０が形成されている。第１配向膜３０は、複数のスペーサ２８によって突起部３２を有するようになっている。スペーサ２８の先端面（第１配向膜３０側の面）の幅（横ライン部１４の延びる方向の幅）は、図２に示すように、縦ライン部１６の幅（横ライン部１４の延びる方向の幅）よりも大きい。また、第１配向膜３０の突起部３２の先端面の幅（横ライン部１４の延びる方向の幅）も、縦ライン部１６の幅（横ライン部１４の延びる方向の幅）よりも大きい。

液晶表示装置は、例えばガラス基板などの光透過性基板である第２基板３４を有する。第２基板３４に第１基板１０に対向する。第２基板３４の第１基板１０との対向面に第２配向膜３６が形成されている。スペーサ２８（あるいは第１配向膜３０の第２配向膜３６の方向に突出する突起部３２）によって、第１配向膜３０及び第２配向膜３６の間にセルギャップが形成される。第１配向膜３０と第２配向膜３６の間に液晶材料３８が配置されている。

図２に示すように、スペーサ２８は、ブラックマトリクス１２の縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。図１に示す第１配向膜３０は、スペーサ２８によって第２配向膜３６の方向に突出する突起部３２を有するので、ラビング工程で、図２に示す配向異常領域４０が形成される。配向異常領域４０は、スペーサ２８又は突起部３２から、ラビング方向に沿って形成される。ラビング方向は、ブラックマトリクス１２の縦ライン部１６の延びる方向（横ライン部１４の延びる方向に直交する方向）である。ラビング方向は直線方向である。

配向異常領域４０と縦ライン部１６は重複する。第１配向膜３０の突起部３２の先端面の幅が縦ライン部１６の幅よりも大きいので、配向異常領域４０は縦ライン部１６からはみだす。つまり、配向異常領域４０の一部は、ブラックマトリクス１２の開口１８にも重なる。詳しくは、縦ライン部１６を挟む一対の開口１８のうち、一方の開口１８の凸部２０と他方の開口１８の凹部２２に、配向異常領域４０が重なる。配向異常領域４０の凸部２０との重複領域は、配向異常領域４０の凹部２２との重複領域よりも大きい。したがって、配向異常領域４０の凸部２０との重複領域は、表示の品質に与える影響が大きい。

スペーサ２８は、最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に隣接する縦ライン部１６と複数の横ライン部１４との交差部を除いて配置されている。つまり、表示の品質に与える影響が大きい最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に配向異常領域４０が重複しないようになっている。

本実施形態では、スペーサ２８によって第１配向膜３０に凸部２０が形成されるので、ラビング工程で、凸部２０からラビング工程を行う方向に配向異常が生じる。しかし、最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に隣接する縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部を避けて、スペーサ２８が配置されている。したがって、最も影響の大きい配向異常は、最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２４を避けているので、影響を最低限に抑えることができる。

複数のスペーサ２８は、複数の第１スペーサ２８Ａ及び複数の第２スペーサ２８Ｂを含む。第１スペーサ２８Ａは、透過率が最も低い色（Ｂ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に隣接する縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。つまり、表示の品質に与える影響が小さい最も透過率が低い色（Ｂ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に配向異常領域４０が重複するようになっている。そして、第１スペーサ２８Ａは、透過率が２番目に低い色（Ｒ）の着色層２４が配置された開口１８の凹部２２に隣接する縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。

第２スペーサ２８Ｂは、透過率が２番目に低い色（Ｒ）の着色層２４が配置された開口１８の凸部２０に隣接する縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。第２スペーサ２８Ｂは、透過率が最も高い色（Ｇ）の着色層２４が配置された開口１８の凹部２２に隣接する縦ライン部１６と横ライン部１４との交差部に配置されている。つまり、表示の品質に与える影響が大きい最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２４が配置された開口１８にも配向異常領域４０が重なるが、凹部２２に配向異常領域４０が重複するので、凸部２０に重複する場合よりも重複領域が小さくなっており、表示の品質に与える影響が小さい。

［変形例］
図４は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図である。この例では、第１スペーサ１２８Ａは、透過率が２番目に低い色（Ｒ）の着色層１２４が配置された開口１１８部の凸部１２０に隣接する縦ライン部１１６と横ライン部１１４との交差部に配置されている。第１スペーサ１２８Ａは、透過率が最も低い色（Ｂ）の着色層１２４が配置された開口１１８部の凹部１２２に隣接する縦ライン部１１６と横ライン部１１４との交差部に配置されている。

本変形例では、ブラックマトリクス１１２の開口１１８の凸部１２０が向く方向（図４で右方向）に、赤（Ｒ）、青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の順で、複数色の着色層１２４が並んでいる。

第２スペーサ１２８Ｂは、透過率が最も低い色（Ｂ）の着色層１２４が配置された開口１１８部の凸部１２０に隣接する縦ライン部１１６と横ライン部１１４との交差部に配置されている。第２スペーサ１２８Ｂは、透過率が最も高い色（Ｇ）の着色層１２４が配置された開口１１８部の凹部１２２に隣接する縦ライン部１１６と横ライン部１１４との交差部に配置されている。

本発明は、このような例を除外するものではなく、上記実施形態で説明した構成と同じ構成からは同じ作用効果を奏する。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図６は、図５に示す液晶表示装置の一部を示す平面図である。なお、図５は、図６に示す液晶表示装置のＶ−Ｖ線断面図である。図５に示すように、複数のスペーサ２２８は、メインスペーサ２２８Ａと、メインスペーサ２２８Ａよりも低いサブスペーサ２２８Ｂを含む。メインスペーサ２２８Ａによってセルギャップが確保され、セルギャップを狭める方向に外力が加えられたときに、サブスペーサ２２８Ｂがストッパの役割を果たす。第１配向膜２３０は、メインスペーサ２２８Ａによって形成されたメイン突起部２３２Ａで第２配向膜２３６と接触するが、サブスペーサ２２８Ｂによって形成されたサブ突起部２３２Ｂと第２配向膜２３６との間には隙間がある。

本実施形態でも、メイン突起部２３２Ａ及びサブ突起部２３２Ｂから配向異常領域２４０が形成される。配向異常の程度は、第１配向膜２３０に形成された突起の高さが高いほど大きい。つまり、メイン突起部２３２Ａによって形成される配向異常領域２４０での配向異常の程度は、サブ突起部２３２Ｂによって形成される配向異常領域２４０での配向異常の程度よりも高い。

本実施形態では、ブラックマトリクス２１２の開口２１８の凸部２２０が向く方向（図６で右方向）に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の順で、複数色の着色層２２４が並んでいる。

図６に示すように、メインスペーサ２２８Ａは、透過率が最も低い色（Ｂ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凸部２２０と、透過率が２番目に低い色（Ｒ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凹部２２２との間に位置する縦ライン部２１６と横ライン部２１４との交差部に配置されている。つまり、表示の品質に与える影響が小さい最も透過率が低い色（Ｂ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凸部２２０に配向異常領域２４０が重複するようになっている。

サブスペーサ２２８Ｂは、透過率が２番目に低い色（Ｒ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凸部２２０と、透過率が最も高い色（Ｇ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凹部２２２との間に位置する縦ライン部２１６と横ライン部２１４との交差部に配置されている。つまり、表示の品質に与える影響が大きい最も透過率が高い色（Ｇ）の着色層２２４が配置された開口２１８部にも配向異常領域２４０が重なるが、凹部２２２に配向異常領域２４０が重複するので、重複領域が小さくなっており、表示の品質に与える影響が小さい。

本実施形態では、配向異常の程度が高いメイン突起部２３２Ａによって形成される配向異常領域２４０は、表示の品質に与える影響が小さい最も透過率が低い色（Ｂ）の着色層２２４が配置された開口２１８部の凸部２２０に重複する。したがって、表示に与える影響を最低限に抑えることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０第１基板、１２ブラックマトリクス、１４横ライン部、１６縦ライン部、１８開口、２０凸部、２２凹部、２４着色層、２６平坦化層、２８スペーサ、２８Ａ第１スペーサ、２８Ｂ第２スペーサ、３０第１配向膜、３２突起部、３４第２基板、３６第２配向膜、３８液晶材料、４０配向異常領域、１１２ブラックマトリクス、１１４横ライン部、１１６縦ライン部、１１８開口、１２０凸部、１２２凹部、１２４着色層、１２８Ａ第１スペーサ、１２８Ｂ第２スペーサ、２１２ブラックマトリクス、２１４横ライン部、２１６縦ライン部、２１８開口、２２０凸部、２２２凹部、２２４着色層、２２８スペーサ、２２８Ａメインスペーサ、２２８Ｂサブスペーサ、２３０第１配向膜、２３２Ａメイン突起部、２３２Ｂサブ突起部、２３６第２配向膜、２４０配向異常領域。

Claims

第１基板と、
複数の開口を有するように前記第１基板に形成されたブラックマトリクスと、
それぞれの前記開口にいずれかが配置されるように前記第１基板に形成されてカラーフィルタを構成する複数色の着色層と、
前記第１基板に設けられた複数のスペーサと、
前記第１基板の前記複数のスペーサが設けられた面に前記複数のスペーサに載るように形成された第１配向膜と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第２基板の前記第１基板との対向面に形成された第２配向膜と、
前記第１配向膜と前記第２配向膜の間に配置された液晶材料と、
を有し、
前記第１配向膜は、前記複数のスペーサによって、前記第２配向膜の方向に突出する凸部が形成され、
前記ブラックマトリクスは、横方向に延びて縦方向に隣同士が並ぶ複数の横ライン部と、前記縦方向に延びて前記横方向に隣同士が並ぶ複数の縦ライン部と、が交差する形状を有し、
前記複数の開口は、それぞれ、前記横方向の一方の側に凸部を有し、他方の側に凹部を有する形状であり、
それぞれの前記スペーサは、最も透過率が高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記複数の横ライン部との交差部を除いて、前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が最も低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１又は２に記載された液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記スペーサは、前記透過率が最も高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部に隣接する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
前記複数のスペーサは、メインスペーサと、前記メインスペーサよりも低いサブスペーサを含むことを特徴とする液晶表示装置。
請求項６に記載された液晶表示装置において、
前記メインスペーサは、前記透過率が最も低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部と、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部との間に位置する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置され、
前記サブスペーサは、前記透過率が２番目に低い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凸部と、前記透過率が最も高い色の前記着色層が配置された前記開口の前記凹部との間に位置する前記縦ライン部と前記横ライン部との交差部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。