JP2016085441A - スペーサー近傍の配向規制力が改善された表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサー近傍の配向規制力を高めることによりスペーサーの近くの液晶分子のプレチルト角を調整することが可能な表示パネルを提供する。【解決手段】表示パネルは第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層と、液晶層と第２の基板との間に配置された遮光層と、複数のスペーサーと、第１の基板と第２の基板との間に配置された配向膜とを含む。配向膜は、スペーサーの近くの第１の領域と、第１の領域に隣接する第２の領域とを含む。第２の領域は第１の領域の外側に位置し、遮光層に対応する。第１の領域は第１の位相値（Ｓ１）及び第１の粗さ値（Ｒ１）を有する。第２の領域は第２の位相値（Ｓ２）及び第２の粗さ値（Ｒ２）を有する。第１の粗さ値に対する第１の位相値の比率（Ｓ１／Ｒ１）は第２の粗さ値に対する第２の位相値の比率（Ｓ２／Ｒ２）よりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は一般に表示パネルに関し、より具体的にはスペーサー近傍の配向規制力（alignment force adjacent to the spacer）が改善された表示パネルに関する。

表示パネルを備えた電子製品は現代人にとって仕事、勉強又は娯楽の上で必要不可欠なものとなった。係る電子製品の例としてはスマートフォン、ＰＣタブレット、ノート型コンピュータ、モニター及びテレビが挙げられる。それらの電子製品の中で、液晶表示（ＬＣＤ）パネルが最もよく知られている。

液晶パネルは双安定、３値安定あるいは他のマルチ安定動作を示す。特許文献１に記載されているように、少なくとも１つのセル壁（特許文献１の図１８の１４２）の内部表面上の表面アラインメント格子（特許文献１の図１８の１４４）を用いて安定した液晶構成が達成される。表面アラインメント格子の表面プロフィールは、格子周期当たり３つ以上の欠陥位置を備え、液晶分子が、同じ方位角平面内の２つ以上の安定プレチルト角度のいずれか１つを採用することを可能とする。適切な電圧を印加によって、液晶材料が安定構成の間でスイッチすることがもたらされる。従って、ＬＣＤパネルは液晶（ＬＣ）を駆動させるのに電圧を用い、それに従って輝度グレースケールを調整してフラットパネルディスプレイ、電子ビジュアルディスプレイ及び画像ディスプレイを形成する。ＬＣＤパネルは簡素、軽量、安価であり、信頼性が高く、また多くの用途で眼に優しいという利点がある。ＬＣＤパネルは陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイにとって代わり、最も人気のあるディスプレイになった。ＬＣＤは、サイズ、形状及び解像度を含む幅広い選択肢も提供する。従来の表示パネルの上部基板と下部基板とを分離するスペーサーの付近の液晶分子はスペーサーの表面に沿って傾くため、暗状態（dark state）においてスペーサーの周りで光漏れが容易に起こり得る。

米国特許出願公開第２００４／０１９１４２７号明細書

本開示は、スペーサー付近の光漏れを低減でき、また暗状態における光漏れを解消できるように、スペーサー近傍の配向規制力を高めることによりスペーサーの近くの液晶分子のプレチルト角を調整することが可能な表示パネルに関する。スペーサーの近くの液晶分子のプレチルト角は本来スペーサーの影響を受ける。

本発明の一実施形態によれば、スペーサーの近くの光配向膜の相分離（phase separation）の度合いを大きくすることによりスペーサー近傍の配向規制力が高められる。

本開示の一実施形態によれば、表示パネルが開示される。表示パネルは第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層と、液晶層と第２の基板との間に配置された遮光層と、複数のスペーサーと、第１の基板と第２の基板との間に配置された配向膜とを含む。配向膜は、スペーサーの近くの第１の領域と、第１の領域に隣接する第２の領域とを含む。第２の領域は第１の領域の外側に位置し、遮光層に対応する。第１の領域は第１の位相値（phase value）（Ｓ１）及び第１の粗さ値（roughness value）（Ｒ１）を有する。第２の領域は第２の位相値（Ｓ２）及び第２の粗さ値（Ｒ２）を有する。第１の粗さ値に対する第１の位相値の比率（Ｓ１／Ｒ１）は第２の粗さ値に対する第２の位相値の比率（Ｓ２／Ｒ２）よりも大きい（Ｓ１、Ｓ２、Ｒ１及びＲ２の値は同じ状態で測定される）。

本開示の他の実施形態によれば、上記の表示パネルと、バックライトモジュールとを含む表示装置が開示される。バックライトモジュールは表示パネルに光を提供するために表示パネルの側に配置される。

本発明の上記の及び他の態様は、下記の非限定の好ましい実施形態の詳細な説明からより良く理解できる。添付の図面を参照しながら以下説明する。

図１は、本開示の一実施形態に係る表示パネルの部分上面図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る表示パネルの複数のサブピクセルのうちの１つの断面図である。 図３Ａは、ノーマリーブラックモードの従来の表示パネルのスペーサーの周りの概略図である。 図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る表示パネルのスペーサーの周りの概略図である。 図３Ｃは、液晶分子のプレチルト角の概略図である。 図４Ａは、光配向膜の被覆材料の概略図である。 図４Ｂは、光配向膜を焼成した後の相分離を示す概略図である。 図５は、本開示の一実施形態に係る光配向膜を焼成するプロセスの概略図である。 図６は、本開示の一実施形態に係る焼成プロセスを用いて形成した光配向膜を、原子間顕微鏡を使って３つのサンプリング位置で測定して得た粗さ値に対する位相値の比率の図を示す。 図７Ａは、本開示の一実施形態に係る、プリチルト角（０．５、１、１．５及び２）に対応するいくつかのダークフリンジのパターンを示す。 図７Ｂは、本開示の一実施形態に係る、プリチルト角（０．５、１、１．５及び２）に対する前面透過率の関係を示す。 図８は、配向規制力が改善された本開示の一実施形態に従って、サンプリング位置で測定したＲＧＢサブピクセルの位相値／粗さ値の比率の関係を示す。

本開示は、スペーサー付近の光漏れを軽減でき、また暗状態における光漏れを解消できるように、スペーサー近傍の配向規制力を高めることによりスペーサーの近くの液晶分子のプレチルト角を調整することが可能な表示パネルを開示する。プレチルト角は本来スペーサーの影響を受ける。本開示は、光配向膜を有する表示パネルで用いることができる。一実施形態では、スペーサー近傍の配向規制力を高めることによりスペーサー近傍の光配向膜の相分離の度合いが高められる。

添付の図面を参照しながらいくつかの実施を以下で説明する。なお、実施形態で開示する構造及び内容は例示及び説明を目的としたものに過ぎず、本開示の保護の範囲は説明する実施に限定されない。添付の図面では、同一の参照符号は同じ又は同様の構成要素を意味する。本開示には可能な実施形態の全てが規定されているわけではないため、実際のニーズを満たすために、本開示の精神及び保護範囲から逸脱することなく、本開示の構造及び保護に対して必要な修正又は変更を加えることができる。従って、本開示の表示パネルは本開示で開示されていない他の実施形態でも使用可能である。なお、添付の図面は本開示の実施形態を分かり易く説明するために簡略化されており、図面で用いられている寸法は実際の製品の寸法に基づくものではない。しかしながら、下記の詳細な説明は例示及び説明を目的としたものに過ぎず、本開示の保護範囲を限定するものではない。

図１は、本開示の実施形態に係る表示パネルの部分上面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る表示パネルの複数のサブピクセルのうちの１つの断面図である。図１及び図２で共通する構成要素については、説明の便宜上同じ参照符号を用いている。図１及び図２を参照して、一実施形態では、表示パネルが表示装置内に配置され、表示装置及びバックライトモジュール（図示せず）はフレーム内に配置され、バックライトモジュールは表示パネルに高輝度の光源を提供するために表示パネルの側（例えば表示パネルの下）に配置されている。

本実施形態では、表示パネルは第１の基板１１と、第２の基板１２と、第１の基板１１と第２の基板１２との間に配置された液晶層１５とを含む。第１の基板１１及び第２の基板１２は、それぞれ薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）及びカラーフィルター基板（ＣＦ基板）により実現できる。本実施形態を詳述するために関連する構造を以下で開示する。しかしながら、本実施形態で開示する構造は本開示の保護範囲を限定するためのものではない。一緒に組み立てられる第１の基板１１及び第２の基板１２は、それぞれカラーフィルター基板及び薄膜トランジスタ基板により実現できるが、本開示はそのような構成に限定されない。

図２に示すように、本実施形態の第１の基板１１は第１のベース部１１１、第１の透明導電層１１５及び第１の透明導電層１１５上に配置された第１の配向膜１１７を含む。第１の配向膜１１７は光配向膜（例えばポリイミド（ＰＩ））により実現することができ、画素電極は透明導電層（例えばＩＴＯ層又はＩＺＯ層）により実現することができる。画素電極は平面電極又はスリット入りのパターン電極であり得る。第１の基板１１は、（第１のパターン金属層（patterned first metal layer）１１２ａ及び／又は共通線１１２ｂ）を含む複数のパターン配線（パターン配線又は導電配線）１１２と、第１のベース部１１１に形成された複数のトランジスタＴＦＴをさらに含む。図１及び図２を同時に参照して、各サブピクセルはトランジスタＴＦＴを含む。トランジスタＴＦＴの構造は、例えば第１のパターン金属層１１２ａ（ゲートとして規定される）、第１の中間層１１３（ゲート絶縁層等）、アクティブ層Ｌ_Ａ、第２のパターン金属層１１６（ソース／ドレイン領域として規定される）及び保護層１１４を含む。さらに、第１の中間層１１３も第１のベース部１１１と第１の透明導電層１１５との間に配置され、パターン配線１１２を覆う。第２のパターン金属層１１６に対応する保護層１１４の部分はコンタクトホール１１８を有する。第１の透明導電層１１５はコンタクトホール１１８を通じて第２の金属層１１６に電気的に接続されている。（ＴＦＴを含む）層構造の詳細及び第１の基板１１の配列は当業者に一般的に知られており、ここでは説明を省略する。

図２に示すように、本実施形態の第２の基板１２は、第２のベース部１２１と、第２の透明導電層１２５と、第２の透明導電層１２５上に配置された第２の配向膜１２７とを含む。第２の配向膜１２７はポリイミドで形成された光配向膜により実現することができる。第２の透明導電層１２５はＩＴＯ層により実現することができる。第２の基板１２は遮光層１２２（例えばブラックマトリックス（ＢＭ））と、第２のベース部１２１上に形成された第２の中間層（例えば、カラーフィルターフォトレジスト層（カラーフィルター（ＣＦ））１２３とをさらに含む。第２の中間層１２３をカラーフォトレジスト層、平面層、絶縁層又は有機層により実現する場合、第２の中間層１２３を遮光層１２２と第２の配向膜１２７との間に配置することができる。一部の実施形態では、平面層又は絶縁層を第２の中間層１２３と第２の透明導電層１２５との間に配置することができる。本実施形態では、第２の基板１２は第２の透明導電層１２５上に形成された複数のスペーサー１３をさらに含み、第２の配向膜１２７はスペーサー１３と接触しスペーサー１３を覆う。本実施形態では、それに対応して遮光層１２２はスペーサー１３、トランジスタＴＦＴ及びコンタクトホール１１８をシールドする。スペーサー１３は、第１の基板１１と第２の基板１２との間で実質的に均一な間隙を維持し、（液晶分子で形成された）液晶層１５が第２の基板１２と第１の基板１１との間の空間に配置されている。

さらに、第１の偏光子１４ａ及び第２の偏光子１４ｂが第１のベース部１１１及び第２のベース部１２１の外側にそれぞれ配置されている。

一部の実施形態では、スペーサーを第１の基板（図示せず）上に配置し、配向膜で覆うこともできる。他の実施形態では、遮光層を第１の基板（図示せず）上に配置することもできる。

図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本開示の効果を開示する。図３Ａは、ノーマリーブラックモード（normal black mode）の従来の表示パネルのスペーサーの周辺の概略図である。ノーマリーブラックモードの従来の表示パネルが暗状態にあり、液晶分子１５１はその長軸が接触面の方に（液晶分子の主鎖の方向に沿って）傾いた状態で連続的に配置されているものとする。従って、液晶分子１５１がスペーサー１３の形状（topography）に沿って大きな角度で傾いている場合、液晶分子はチルト角を有し、スペーサー１３の周りに光漏れ領域Ｒ_０が形成され、その結果ムラが発生する。それに対応して遮光層は、ブラックマトリックスの幅Ｗ_ＢＭ等の幅だけ光漏れ領域Ｒ_０をシールドする。図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る表示パネルのスペーサーの周りの概略図である。本実施形態の表示パネルでは、スペーサー１３近傍の配向規制力を高めることによりスペーサー１３の近くの液晶分子のプレチルト角を変更する。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、暗状態における一部の液晶分子のチルト角は従来の表示パネルの場合よりも小さい（配向規制力が強いと、液晶分子のチルト角はプレチルト角により近づく）。スペーサー１３の近くに形成される光漏れ領域Ｒ_０’は従来の光漏れ領域Ｒ_０よりも小さいため、暗状態での光漏れが低減される。対応して本実施形態の光漏れ領域Ｒ_０’をシールドする遮光層（ブラックマトリックス等）の幅Ｗ_ＢＭ’（図３Ｂ）は、従来の遮光層の幅Ｗ_ＢＭ（図３Ａ）よりも小さいため、サブピクセルの開口率をさらに高めることができる。

本開示の一実施形態に係る、光配向膜（例えば、ポリイミド（ＰＩ）で形成されたもの）を有する表示パネルでは、光漏れ領域（ムラ領域も）を減少させることにより遮光層のシールド幅を小さくすることができる。例えば、スペーサー１３近傍の光配向膜の相分離の度合いを大きくすることにより配向規制力を高めることができ、その結果、スペーサー１３の近くの液晶分子のプレチルト角を大きくすることができる。そのため、光配向膜（ＰＩで形成されたもの）の相分離の度合いを、位相値／粗さ値の比率のデータに従ってモニターでき、位相値のデータ及び粗さ値のデータは原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて同じ測定条件下で得られ、位相値／粗さ値の比率が大きいほど、相分離がより完全になる。相分離の度合いがより完全になると、光配向膜（ＰＩで形成されたもの）は液晶分子がより大きいプレチルト角（液晶分子の長軸と、基板Ｓに対して垂直なＺ軸とにより形成される角度）を有するように液晶分子をより高度に制御できるようになる。図３Ｃは、液晶分子のプレチルト角の概略図であり、Ｚ軸は基板Ｓに対して垂直なベクトルであり、
（外１）

は液晶分子の長軸であり、θはＺ軸とベクトル
（外２）

とにより形成される液晶分子のプレチルト角である。

一実施形態の光配向膜では、極性が異なる少なくとも２種類のポリマー用モノマーが溶媒中で混合されている。例えば、一方の種類のモノマーはＵＶ反応性側鎖（Ｆ等）を含むが、他方の種類のモノマーはＵＶ反応性側鎖を含まない。図４Ａは光配向膜の被覆材料の概略図である。図４Ｂは光配向膜を焼成（baked）した後の相分離を示す概略図である。大気環境（大気は非極性の傾向にある）で光配向膜を焼成した後、極性が低い方のモノマーＡ（ＵＶ反応性側鎖を含むモノマー）は大気の方に移動（浮遊）して、極性が高い方のモノマーＢと相分離を形成する。２種類のポリマー用モノマーの極性の差が所定のレベルに達した場合、相分離した光配向膜を原子力間顕微鏡（ＡＦＭ）で観察すると黒斑が見られる。即ち、２種類のモノマーの位相値の差が大きい。焼成プロセスの後、光配向膜にＵＶ光を照射して光配向膜の配向方向を確かなものにする。

表１は、被覆光配向膜（図４Ａに対応）及び焼成光配向膜（図４Ｂに対応）の位相値、粗さ値及び位相値／粗さ値の比率のＡＦＭデータを示す。焼成プロセスを行う前では、モノマーＡ及びモノマーＢは相分離を生成せず、モノマーＡ及びモノマーＢの位相値及び粗さ値のＡＦＭデータは同様であり、位相値／粗さ値の比率は直線（straight line）である。焼成工程が完了した後、モノマーＡ及びモノマーＢは既に相分離を生成しており、位相値及び位相値／粗さ値の比率のＡＦＭデータにおいて層表面の方に浮遊したモノマーＡをはっきりと観察できる。なお、図４Ａ、図４Ｂ及び表１に示す突起は、光配向膜の焼成後にモノマーＡとモノマーＢとの間で相分離が生じたことを示しているに過ぎない。図示の突起は材料層にある実際の突起を表すものでなければ、配向膜の表面の実際の輪郭を表すものでもない。

位相値／粗さ値の比率は位相値の望ましい割合を示すものであり、位相値の割合が大きいほど光配向膜の相分離の度合いが大きくなり、配向規制力が強くなる。従って、本実施形態では、スペーサー１３近傍の光配向膜の相分離の度合いを大きくすることにより配向規制力を高めることができ、スペーサー１３の近くの液晶分子のプレチルト角を調整することによりスペーサー１３の近くの光漏れ領域の範囲を小さくする。

添付の図面を参照しながら、スペーサー近傍の光配向膜の相分離を生成する実施を以下で開示する。しかしながら、本開示は図面及び説明に限定されない。

図５は本開示の一実施形態に係る光配向膜の焼成プロセスの概略図である。図５には遮光層１２２、第２の配向膜１２７及びスペーサー１３しか図示しておらず、他の層及び構成要素については省略している。一実施形態の焼成プロセスでは、マスク３０がスペーサー１３の上に置かれ、赤外光ＩＲにより焼成プロセスが行われる。また、スペーサー１３の下側がヒーターにより均一に加熱される。特別なパターンデザインを有するマスク３０は透過領域３０Ｔ及び遮断領域３０Ｂを有する（遮光部の幅はＷ_Ｂ）。即ち、マスク３０の遮断領域３０Ｂ及び透過領域３０Ｔはそれぞれスペーサー１３の周囲領域Ａ_Ｈ及びスペーサー１３の外側の領域Ａ_ＩＲ+Ｈにそれぞれ対応し、スペーサー１３の周辺領域Ａ_Ｈは低焼成温度で焼成される。低焼成温度によって光配向膜の溶媒は低蒸発速度で蒸発するため、溶媒中のモノマーが高速で移動でき、スペーサー１３の周辺領域Ａ_Ｈにおける相分離の度合いが大きくなり、スペーサー１３の周辺領域Ａ_Ｈで生成される配向規制力は領域Ａ_ＩＲ+Ｈで生成されるものよりも強くなる。焼成プロセスの間、領域Ａ_ＩＲ+Ｈは赤外光ＩＲ及びヒーターを同時に用いて焼成される。領域Ａ_ＩＲ+Ｈの焼成温度は領域Ａ_Ｈの焼成温度よりも高いため、領域Ａ_ＩＲ+Ｈ中の溶媒はより速い蒸発速度で蒸発し（全体的な粘度が増加する）、モノマーは容易に移動できず、相分離の度合いが小さくなる。焼成プロセスが完了した後、マスク３０を取り除き、光配向膜をＵＶ光で照射して光配向膜の配向方向が確保される。そして、上部基板と下部基板とを組み立てたてて、液晶分子が２つの基板の間に配置される。

実際の用途では、上述の技術に加えて、周辺領域Ａ_Ｈ及び領域Ａ_ＩＲ+Ｈを異なる温度で焼成することができる他の技術の使用も可能である。相分離の度合いが異なり、スペーサー１３の周辺領域Ａ_Ｈにおける配向規制力が領域Ａ_ＩＲ+Ｈにおける配向規制力よりも大きくなるように、領域Ａ_Ｈの焼成温度Ｔ１が領域Ａ_ＩＲ＋Ｈの焼成温度Ｔ２よりも低い限り、本開示では任意の技術を用いることができる。

また、実際の用途では、光配向膜の配向規制力は全体的に高められる訳ではない。何故なら、開口領域における配向規制力は光学特性に関連するためであり、全体的に又は任意で配向規制力が高められるのではなくスペーサー１３近傍の領域（領域Ａ_Ｈ等）でのみ配向規制力が高められる。

図６は、本開示の一実施形態に係る焼成プロセスを用いて形成した光配向膜を、原子間顕微鏡を使って３つのサンプリング位置で測定して得た粗さ値に対する位相値の比率の図である。なお、サンプル１、サンプル２及びサンプル３は同じ測定条件下で得られたものである。スペーサー１３の周辺領域Ａ_Ｈの３つのサンプリング位置で測定した位相値／粗さ値の比率（サンプル１、サンプル２及びサンプル３）は領域Ａ_ＩＲ+Ｈの３つのサンプリング位置で測定した位相値／粗さ値の比率（サンプル１、サンプル２及びサンプル３）よりも大きい。ここで測定される粗さ値は平均粗さＲａの値（粗さプロフィールの縦座標（roughness profile ordinates）の絶対値の算術平均）又は二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さＲｑの値（粗さプロフィールの縦座標の二乗平均平方根）であり得る。

再び図１及び図５を参照して、本実施形態の表示パネルに示すように、スペーサー１３は第２の基板１２と第１の基板１１とを等距離で分離し、第２の基板１２上のスペーサーの垂直突起の最大幅はＷ_ＰＳであり、遮光層１２２は液晶層１５と第２の基板１２との間に配置され、スペーサー１３に対応する。配向膜（第２の配向膜１２７等）は第１の基板１１と第２の基板１２との間に配置され、スペーサー１３の近くの第１の領域Ａ１と、第１の領域Ａ１に隣接する第２の領域Ａ２とを含む。第２の領域Ａ２は遮光層１２２に対応し、第１の領域Ａ１の外側に位置する。一実施形態では、第２の領域Ａ２は第１の領域Ａ１を取り囲む。図５に図示の技術（光配向膜を被覆し、マスク３０を焼成することによるもの）を用いて配向膜について相分離の度合いを異ならせた後、第１の領域Ａ１は第１の位相値Ｓ１及び第１の粗さ値Ｒ１を有する。第２の領域は第２の位相値Ｓ２及び第２の粗さ値Ｒ２を有する。一実施形態では、第１の粗さ値Ｒ１に対する第１の位相値Ｓ１の比率（Ｓ１／Ｒ１）であるＰ１は、第２の粗さ値Ｒ２に対する第２の位相値Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｒ２）であるＰ２よりも大きい。

一実施形態では、第１の粗さ値Ｒ１に対する第１の位相値Ｓ１の比率（Ｓ１／Ｒ１）であるＰ１と、第２の粗さ値Ｒ２に対する第２の位相値Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｒ２）であるＰ２との差が少なくとも０．５より大きく５未満である（５＞（Ｐ１−Ｐ２）＞０．５）。他の実施形態では、第１の粗さ値Ｒ１に対する第１の位相値Ｓ１の比率（Ｓ１／Ｒ１）であるＰ１と、第２の粗さ値Ｒ２に対する第２の位相値Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｒ２）であるＰ２との差が少なくとも０．５より大きく２未満である（２＞（Ｐ１−Ｐ２）＞０．５）。最大範囲は０．５〜５であり、好ましい範囲は０．５〜２である。

図５に示すように、スペーサー１３は配向膜の第１の領域Ａ１に対応し、第１の領域Ａ１は第１の幅Ｗ１を有し、第２の領域Ａ２は第２の幅Ｗ２を有し、第２の基板１２上のスペーサー１３の垂直突起は最大幅Ｗ_ＰＳを有し、遮光層１２２は幅Ｗ_ＢＭだけスペーサー１３に対応する。一実施形態では、第１の領域Ａ１の第１の幅Ｗ１は第２の基板１２上のスペーサー１３の垂直突起の最大幅Ｗ_ＰＳよりも大きく、第１の幅Ｗ１はスペーサー１３に対応する遮光層１２２の幅である幅Ｗ_ＢＭ’よりも小さく（即ち、Ｗ_ＰＳ＜Ｗ１＜Ｗ_ＢＭ’）、スペーサーの高さＨの１０％（即ち０．１Ｈ）がスペーサー１３の垂直突起の最大幅Ｗ_ＰＳの基準（reference）として用いられる。

図５に示すように、距離Ｄは遮光層１２２の一端からスペーサー１３の一端までの距離を意味し、距離ｄは、マスク３０の遮光領域の一端からスペーサー１３の一端までの距離を意味し、遮光層１２２の一端からマスク３０の遮光領域の一端までの距離（Ｄ−ｄ）は第２の領域Ａ２の第２の幅Ｗ２として定義される。一実施形態では、距離Ｄは遮光層１２２の一端からスペーサー１３の高さＨの１０％（即ち０．１Ｈ）の一端までの距離を意味し、距離ｄはマスク３０の遮光領域の一端からスペーサーの高さＨの１０％（即ち０．１Ｈ）の一端までの距離を意味する。一実施形態では、第２の幅Ｗ２の範囲は０．３Ｄ〜０．７Ｄであり且つ下記式を満たす。
［（Ｗ_ＢＭ’−Ｗ_ＰＳ）／２］×０．３≦Ｗ２≦［（Ｗ_ＢＭ’−Ｗ_ＰＳ）／２］×０．７

一実施形態では、第２の幅Ｗ２は０．５Ｄであり且つ下記の式を満たす。
Ｗ２＝［（Ｗ_ＢＭ’−Ｗ_ＰＳ）／２］×０．５

図３Ａ及び図３Ｂの説明の中で開示したように、本実施形態の表示パネルでは、本実施形態のスペーサー１３の近くに形成される光漏れ領域Ｒ_０’が従来の光漏れ領域Ｒ_０よりも小さくなり、本実施形態の光漏れ領域Ｒ_０’を対応してシールドする遮光層（ブラックマトリックス等）の幅Ｗ_ＢＭ’（図３Ｂ）が従来の遮光層の幅Ｗ_ＢＭ（図３Ａ）よりも小さくなるように、スペーサー１３近傍の配向規制力を高めることによりスペーサー１３の近くの液晶分子のプレチルト角を調整できる。一実施形態では、スペーサー１３に対応する遮光層１２２の幅Ｗ_ＢＭ’は４０μｍ以上１５０μｍ以下である。

表示パネルはカラーフィルター層を備え、ＲＧＢサブピクセルが用いられているものとする。人間の眼は緑色に対して最も敏感であり、緑のサブピクセルは画素透過率（pixel transmittance）への影響が最も大きいため、実際の設計で緑のサブピクセルの透過率を大きくできることが望ましい。図７Ａは、本開示の実施形態に係るプレチルト角（０．５、１、１．５及び２）に対応するいくつかのダークフリンジ（dark fringes）のパターンを示す。図７Ｂは、本開示の実施形態に係るプレチルト角（０．５、１、１．５及び２）に対する前面透過率（front-view transmittance）の関係を示す。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、プレチルト角が大きいほどダークフリンジが小さくなり前面透過率が大きくなる。配向規制力はプレチルト角に影響を与える。基板の形状に沿って液晶分子が傾いている場合、液晶分子はチルト角を有する。配向規制力が強いほど、液晶分子のチルト角がプレチルト角に近づく。プレチルト角はダークフリンジの幅に影響を与え、ダークフリンジの幅はさらに透過率に影響を与える。本開示の実施を用いることにより、緑のサブピクセルに及ぶ配向規制力を高めることができ（即ち、位相値／粗さ値の比率が高められる）、その結果、緑のサブピクセルの透過率を高めることができる。

図５及び図８を参照して、図８は、配向規制力が改善された本開示の一実施形態に係る、サンプリング位置で測定したＲＧＢサブピクセルの位相値／粗さ値の比率の関係を示す（サンプル４及びサンプル５）。サンプル４及びサンプル５の双方で、緑のサブピクセルについての配向膜の位相値／粗さ値の比率は他の色のサブピクセルのものよりも大きい。これは、緑のサブピクセル領域における配向膜の配向規制力が、他の色のサブピクセル領域における配向規制力よりも大きく、緑のサブピクセル領域の透過率が高められていることを含意する。

再び図１、図２及び図５を参照して、図２はＲＧＢサブピクセルを含む。緑のサブピクセルに関して、図５に示した（特定パターンのマスクと共に赤外光が用いられる）焼成プロセスにおいて、マスクによってシールドされる緑のサブピクセル領域では、緑のサブピクセル領域における配向膜の相分離の度合いが大きく、配向規制力が大きくなるように温度が低い。一実施形態では、第２の基板１２は複数の赤色フィルター領域、複数の緑色フィルター領域及び複数の青色フィルター領域を有し、赤色フィルター領域のうちの１つに対応する配向膜は赤色位相値Ｓｒ及び赤色粗さ値Ｒｒを有し、緑色フィルター領域のうちの１つに対応する配向膜は緑色位相値Ｓｇ及び緑色粗さ値Ｒｇを有し、青色フィルター領域のうちの１つに対応する配向膜は青色位相値Ｓｂ及び青色粗さ値Ｒｂを有する。一実施形態では、緑色粗さ値Ｒｇに対する緑色位相値Ｓｇの比率（Ｓｇ／Ｒｇ）であるＰｇは、赤色粗さ値Ｒｒに対する赤色位相値Ｓｒの比率（Ｓｒ／Ｒｒ）であるＰｒよりも大きい。一実施形態では、緑色粗さ値Ｒｇに対する緑色位相値Ｓｇの比率（Ｓｇ／Ｒｇ）であるＰｇは、青色粗さ値Ｒｂに対する青色位相値Ｓｂの比率（Ｓｂ／Ｒｂ）であるＰｂよりも大きい。

要約すると、本開示の実施形態で開示した表示パネルは特定デザインの光配向膜を有する表示パネルにより実現できる。本開示の表示パネルは、スペーサー近傍の光配向膜の相分離の度合いを高めることにより、スペーサー近傍の配向膜の配向規制力を高めることができる。そのようなデザインの下では、本来スペーサーの影響を受けて暗状態で傾いていた一部の液晶分子はスペーサーに対して垂直なプレチルト角を有することができ、光漏れ領域が小さくなり、暗状態におけるスペーサーの周りでの光漏れ及びムラを低減でき、遮光層の幅を小さくすることができ、画素の開口比を高めることができる。また、緑のサブピクセル領域における配向膜の配向規制力を高めることにより緑のサブピクセルの透過率を高めることができる。ＡＦＭデータの位相値／粗さ値の比率は、位相値／粗さ値の比率が大きいほど相分離の度合いが大きくなることを示す。さらに、本開示の実施形態で開示した技術は既存の製造方法と互換性があり、製造方法を複雑にすることなく又は製造コストを増加することなくスペーサーの周りの光漏れ及びムラを大幅に低減できる。従って、本開示の実施形態で開示の技術は大量生産に理想的である。

本発明を一例として及び好ましい実施形態の点から説明してきたが、本発明はそれらに限定されない。その反対で、様々な変更並びに同様の配置及び手順を含むことを意図しているため、そのような変更並びに同様の配置及び手順の全てが含まれるように添付の請求項の範囲を最も広く解釈すべきである。

１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
１３ スペーサー
１４ａ 第１の偏光子
１４ｂ 第２の偏光子
１５ 液晶層
１１１ 第１のベース部
１１２ パターン配線
１１２ａ 第１のパターン金属層
１１２ｂ 共通線
１１３ 中間層
１１４ 保護層
１１５ 透明導電層
１１６ 第２のパターン金属層
１１７ 第１の配向膜
１２１ 第２のベース部
１２２ 遮光層
１２３ 第２の中間層
１２５ 第２の透明導電層
１２７ 第２の配向膜
１５１ 液晶分子

Claims (10)

1. 第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、
   前記液晶層と前記第２の基板との間に配置された遮光層と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されたスペーサーと、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された配向膜と、
   を含む表示パネルであって、
   前記配向膜は、
   前記スペーサーの近くにあり、第１の位相値と第２の粗さ値とを有する第１の領域と、
   前記第１の領域に隣接し前記第１の領域の外側に位置する第２の領域であって、前記遮光層に対応し、第２の位相値及び第２の粗さ値を有する、第２の領域とを有し、
   第１の粗さ値に対する第１の位相値の比率Ｐ１は第２の粗さ値に対する第２の位相値の比率Ｐ２よりも大きい、表示パネル。
2. 前記スペーサーは前記配向膜の第１の領域に対応し、前記第１の領域は、前記第２の基板上の前記スペーサーの垂直突起の最大幅Ｗ_ＰＳよりも大きいが前記スペーサーに対応する前記遮光層の幅Ｗ_ＢＭよりも小さい第１の幅Ｗ１を有する、請求項１に記載の表示パネル。
3. 前記スペーサーは前記配向膜の第１の領域に対応し、前記第２の領域は第２の幅Ｗ２を有し、前記第２の基板上の前記スペーサーの垂直突起は最大幅Ｗ_ＰＳを有し、前記スペーサーに対応する前記遮光層は幅Ｗ_ＢＭを有し、第２の幅Ｗ２が下記式：
   ［（Ｗ_ＢＭ−Ｗ_ＰＳ）／２］×０．３≦Ｗ２≦［（Ｗ_ＢＭ−Ｗ_ＰＳ）／２］×０．７
   を満たす、請求項１に記載の表示パネル。
4. 前記スペーサー及び前記配向膜は前記第２の基板上に配置され、前記配向膜は前記スペーサーと接触し前記スペーサーを覆う、請求項１に記載の表示パネル。
5. 前記第１の基板上に配置され、前記第２の基板上に配置された配向膜に対向する別の配向膜をさらに含み、前記液晶層は２つの配向膜の間に配置されている、請求項４に記載の表示パネル。
6. 第１の粗さ値に対する第１の位相値の比率Ｐ１と第２の粗さ値に対する第２の位相値の比率Ｐ２との差が少なくとも０．５より大きく５より小さい、請求項１に記載の表示パネル。
7. 前記スペーサーに対応する前記遮光層の幅は４０μｍ以上１５０μｍ以下である、請求項１に記載の表示パネル。
8. 前記第２の基板は複数の赤色フィルター領域、複数の緑色フィルター領域及び複数の青色フィルター領域を含み、
   前記複数の赤色フィルター領域のうちの１つに対応する前記配向膜は赤色位相値及び赤色粗さ値を有し、前記複数の緑色フィルター領域のうちの１つに対応する前記配向膜は緑色位相値及び緑色粗さ値を有し、
   前記緑色粗さ値に対する前記緑色位相値の比率Ｐｇは前記赤色粗さ値に対する前記赤色位相値の比率Ｐｒよりも大きい、請求項１に記載の表示パネル。
9. 前記第２の基板は複数の赤色フィルター領域、複数の緑色フィルター領域及び複数の青色フィルター領域を含み、
   前記複数の緑色フィルター領域のうちの１つに対応する前記配向膜は緑色位相値及び緑色粗さ値を有し、前記複数の青色フィルター領域のうちの１つに対応する前記配向膜は青色位相値及び青色粗さ値を有し、
   前記緑色粗さ値に対する前記緑色位相値の比率Ｐｇは前記青色粗さ値に対する前記青色位相値の比率Ｐｂよりも大きい、請求項１に記載の表示パネル。
10. 前記第１の基板の外側に位置する第１の偏光子と、前記第２の基板の外側に位置する第２の偏光子とをさらに含む、請求項１に記載の表示パネル。

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