JP2010072110A - 液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度及び高トントラストを有した液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】液晶表示パネルは、信号線１１及び走査線１２を有したアレイ基板と、対向基板と、液晶層と、複数色の着色層で形成されたカラーフィルタと、対向基板に設けられ、信号線及び着色層間の境界に重なった複数のストライプ部２１ａを有した遮光部と、を備えている。信号線１１間の間隔と、ストライプ部２１ａ間の間隔と、は不等である。複数の画素表示領域Ｒ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂは、互いに等しい面積を有している。
【選択図】 図７

Description

この発明は、液晶表示パネルに関する。

一般に、液晶表示パネルは、軽量、薄型、低消費電力等の特徴を有しているため、例えば、携帯電話、携帯音楽プレーヤ等の携帯情報端末機に用いられている。特に、液晶表示パネルは、スイッチング素子として薄膜トランジスタを備えることにより高速応答性が得られる。このため、上記液晶表示パネルは、多量の情報を表示する携帯情報端末機等、電子機器の表示部に用いられている。

上記液晶表示パネルは、アレイ基板と、対向基板と、液晶層とを備えている。アレイ基板は、格子状に形成された走査線及び信号線を有している。対向基板は、信号線に対向した遮光部と、遮光部に周縁を重ねた赤色、緑色及び青色の着色層とを有している。対向基板に遮光部を設ける技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

近年、携帯情報端末機に用いられる液晶表示パネルにおいても、高輝度及び高コントラストの要求が高くなっている。しかし、上記液晶表示パネルにおいて、信号線は金属で形成されているため、黒表示時に信号線沿いで光漏れが生じてしまう。このため、画素表示領域が信号線沿いを含んでいる場合、液晶表示パネルが高コントラストを得られないという問題がある。

そこで、上記問題を解決するため、遮光部の幅を大きくし、遮光部で信号線沿いを覆う技術が提案されている。これにより、高コントラスト特性を有した液晶表示パネルを得ることができる。
特開２００２−３５０８３０号公報

しかしながら、遮光部の幅を大きくし、遮光部で信号線沿いを覆った場合、開口率が大幅に低下、すなわち、画素表示領域が大幅に縮小してしまう。輝度レベルが低下してしまうため、高輝度の液晶表示パネルを得ることはできない。上記したことから、高輝度及び高コントラスト特性を有した液晶表示パネルが望まれている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高輝度及び高トントラストを有した液晶表示パネルを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示パネルは、
第１方向に延出した複数の信号線及び前記第１方向に直交した第２方向に延出した複数の走査線を有したアレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板および第２基板間に設けられ、それぞれ前記第１方向に延出しているとともに前記第２方向に交互に隣接して並べられた複数色の着色層で形成されたカラーフィルタと、
前記対向基板に設けられ、それぞれ前記第１方向に延出しているとともに前記第２方向に互いに間隔を置いて並べられ、前記信号線及び着色層間の境界に重なった複数のストライプ部を有した遮光部と、を備え、
前記信号線の間隔と、前記ストライプ部の間隔と、は不等であり、
それぞれ隣合う２本の走査線、並びに隣合う２本の信号線及びストライプ部で囲まれた複数の画素表示領域は、互いに等しい面積を有している。

この発明によれば、高輝度及び高トントラストを有した液晶表示パネルを提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示パネルについて詳細に説明する。
図１乃至図４に示すように、液晶表示パネルは、アレイ基板１と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板２と、これらアレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層３と、カラーフィルタ４と、第１偏光板５と、第２偏光板６とを備えている。液晶表示パネルは、矩形状の表示領域Ｒ１を備えている。

アレイ基板１は、第１基板として矩形状のガラス基板１０を有している。対向基板２は、第２基板として矩形状のガラス基板２０を有している。第１基板及び第２基板はガラス基板に限らず、透明な絶縁基板であれば良い。表示領域Ｒ１において、液晶表示パネルは、ガラス基板１０及びガラス基板２０間にマトリクス状に設けられた複数の画素Ｐを有している。

アレイ基板１において、ガラス基板１０上に、第１方向ｄ１に延びているとともに第１方向と直交した第２方向ｄ２に間隔を置いて並んだ複数の信号線１１と、複数の信号線と交差して第２方向に延びているとともに第１方向に間隔を置いて並んだ複数の走査線１２とが格子状に配置されている。各画素Ｐは、隣合う２本の信号線１１及び隣合う２本の走査線１２で囲まれた領域に重なって設けられている。

ガラス基板１０上の信号線１１及び走査線１２の交差部近傍に、複数のスイッチング素子として、例えば複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が設けられている。ＴＦＴ１３は、走査線１２の一部を延出したゲート電極１３ａ、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜１３ｂ、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向したチャネル層１３ｃ、チャネル層の一方の領域に接続されたソース電極１３ｄ及びチャネル層の他方の領域に接続されたドレイン電極１３ｅを有している。

ソース電極１３ｄは、信号線１１に接続され、ドレイン電極１３ｅは、後述する画素電極１５に接続されている。ＴＦＴ１３は、共通のゲート絶縁膜１３ｂで形成されている。ＴＦＴ１３は画素Ｐに１つずつ設けられ、画素を構成している。

ガラス基板１０、信号線１１、走査線１２及びＴＦＴ１３上に、層間絶縁膜１４が形成されている。表示領域Ｒ１において、層間絶縁膜１４上に、複数の画素電極１５がマトリクス状に設けられている。画素電極１５は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。各画素電極１５は、層間絶縁膜１４に形成されたコンタクトホール１４ｈを介して対応するＴＦＴ１３のドレイン電極１３ｅと電気的に接続されている。画素電極１５は画素Ｐに１つずつ設けられ、画素を構成している。

画素電極１５上に、複数のスペーサとして、複数の柱状スペーサ１６が形成されている。なお、スペーサとしては、柱状スペーサ１６に限られるものではなく、球状スペーサ等他のスペーサであっても良い。層間絶縁膜１４および画素電極１５上に、配向膜１７が成膜されている。

対向基板２において、ガラス基板２０上に、ストライプ状の第１遮光部２１と矩形枠状の第２遮光部２２とが設けられている。第１遮光部２１は、信号線１１に重ねて形成されている。第２遮光部２２は、表示領域Ｒ１を囲んで形成されている。

ガラス基板２０上にはカラーフィルタ４が配設されている。カラーフィルタ４は、赤色の着色層４Ｒと、緑色の着色層４Ｇと、青色の着色層４Ｂとを有している。

着色層４Ｒは、ストライプ状に形成され、第１方向ｄ１に延びているとともに第２方向ｄ２に間隔を置いて並んでいる。各着色層４Ｒは、その周縁部が第１遮光部２１に重なって配設されている。着色層４Ｇは、ストライプ状に形成され、第１方向ｄ１に延びているとともに第２方向ｄ２に間隔を置いて並んでいる。各着色層４Ｇは、その周縁部が第１遮光部２１に重なって配設されている。着色層４Ｂは、ストライプ状に形成され、第１方向ｄ１に延びているとともに第２方向ｄ２に間隔を置いて並んでいる。各着色層４Ｂは、その周縁部が第１遮光部２１に重なって配設されている。

着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、第２方向ｄ２に交互に隣接して並べられている。画素Ｐは、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの何れか１つを有している。
カラーフィルタ４上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料からなる対向電極２３が形成されている。対向電極２３上に、対向電極２３上に配向膜２５が成膜されている。

アレイ基板１及び対向基板２は、柱状スペーサ１６により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板１及び対向基板２は、両基板の周縁部に配設されたシール材３１により互いに接合されている。液晶層３は、アレイ基板１及び対向基板２間に挟持されている。シール材３１の一部には液晶注入口３２が形成され、この液晶注入口は封止材３３で封止されている。
第１偏光板５はガラス基板１０の外面に設けられている。第２偏光板６はガラス基板２０の外面に設けられている。第２偏光板６の外面は表示面である。上記したように液晶表示パネルが形成されている。

次に、上記液晶表示パネルをさらに詳細に説明する。特に、信号線１１及び第１遮光部２１について詳細に説明する。
図１乃至図４及び図５に示すように、信号線１１間の間隔は不等である。着色層４Ｇ（緑色の画素Ｐ_Ｇ）を挟んだ信号線１１間の間隔ｐ１_Ｇは、着色層４Ｒ（赤色の画素Ｐ_Ｒ）を挟んだ信号線１１間の間隔ｐ１_Ｒ及び着色層４Ｂ（青色の画素Ｐ_Ｂ）を挟んだ信号線１１間の間隔ｐ１_Ｂより広い。信号線１１の幅ｗ１は、それぞれ同一である。

この実施の形態において、間隔ｐ１_Ｇは、５０μｍであり、間隔ｐ１_Ｒ及び間隔ｐ１_Ｂは、それぞれ３５μｍである。なお、走査線１２間の間隔ｐ２は、１２０μｍであり、信号線１１の幅ｗ１は、それぞれ８μｍである。

図１乃至図４及び図６に示すように、第１遮光部２１は、複数のストライプ部２１ａを有している。ストライプ部２１ａは、それぞれ第１方向ｄ１に延出しているとともに第２方向ｄ２に互いに間隔を置いて並べられている。ストライプ部２１ａは、信号線１１に重なっている。さらに、ストライプ部２１ａは、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ間の境界にも重なっている。

ストライプ部２１ａ間の間隔は不等である。着色層４Ｇ（緑色の画素Ｐ_Ｇ）を挟んだストライプ部２１ａ間の間隔ｐ３_Ｇは、着色層４Ｒ（赤色の画素Ｐ_Ｒ）を挟んだストライプ部２１ａ間の間隔ｐ３_Ｒ及び着色層４Ｂ（青色の画素Ｐ_Ｂ）を挟んだストライプ部２１ａ間の間隔ｐ３_Ｂより狭い。ストライプ部２１ａの幅は異なっている。着色層４Ｇ（緑色の画素Ｐ_Ｇ）を挟んだストライプ部２１ａの幅ｗ２ａは、他のストライプ部２１ａの幅ｗ２ｂより大きい。

この実施の形態において、間隔ｐ３_Ｇは、４２μｍであり、間隔ｐ３_Ｒ及び間隔ｐ３_Ｂは、それぞれ３８μｍである。なお、幅ｗ２ａは、１０μｍであり、幅ｗ２ｂは、５μｍである。

図１乃至図７に示すように、信号線１１から外れて位置したストライプ部２１ａの面積は、ストライプ部２１ａの重なった着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの色毎に異なっている。ここでは、信号線１１から外れて着色層４Ｇに重なったストライプ部２１ａの面積が最も大きい。また、着色層４Ｒ、４Ｂに重なった領域において、ストライプ部２１ａは信号線１１から外れて位置していない。

画素Ｐ_Ｒ、Ｐ_Ｇ、Ｐ_Ｂは、隣合う２本の走査線１２、並びに隣合う２本の信号線１１及びストライプ部２１ａで囲まれた画素表示領域Ｒ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂに設けられている。画素Ｐ_Ｒ、Ｐ_Ｇ、Ｐ_Ｂの幅ｗ４_Ｒ、ｗ４_Ｇ、ｗ４_Ｂは、互いに等しい。
この実施の形態において、幅ｗ４_Ｒ、ｗ４_Ｇ、ｗ４_Ｂは、それぞれ２０μｍである。このため、画素表示領域Ｒ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂ（透過表示領域）は、互いに等しい面積を有している。

以上のように構成された液晶表示パネルによれば、信号線１１間の間隔と、ストライプ部２１ａ間の間隔とは不等である。着色層４Ｇ（緑色の画素Ｐ_Ｇ）に重なったストライプ部２１ａは、信号線１１から外れて位置している。このため、黒表示時に表示画像に最も悪影響を及ぼす画素Ｐ_Ｇの信号線１１付近からの光漏れを防止することができる。これにより、液晶表示パネルは、高コントラストを得ることができる。

着色層４Ｇ（緑色の画素Ｐ_Ｇ）に重なったストライプ部２１ａは、信号線１１から外れて位置しているだけでなく、信号線１１、少なくとも信号線１１の側縁に重なっている。このため、アレイ基板１及び対向基板２を貼り合せる工程で位置ずれが生じた場合であっても、ストライプ部２１ａは、光漏れを防止することができる。

また、着色層４Ｇに重なった領域においてストライプ部２１ａが信号線１１から外れて位置した面積は、画素表示領域Ｒ_Ｇの１／３程度である。着色層４Ｒ、４Ｂに重なった領域において、ストライプ部２１ａは信号線１１から外れて位置していない。ストライプ部２１ａによるＲ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂの面積の縮小は最小限に抑えられているため、開口率の低下を最小限に抑制することができる。これにより、液晶表示パネルは、高い輝度を得ることができる。

そして、信号線１１間の間隔と、ストライプ部２１ａ間の間隔とを調整したことにより、画素表示領域Ｒ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂの面積を互いに等しくすることができる。これにより、表示品位に優れた液晶表示パネルを得ることができる。
上記したことから、高輝度及び高トントラストを有した液晶表示パネルを得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

例えば、カラーフィルタ４は、対向基板２側に限らず、アレイ基板１側に設けられていても良い。

第１遮光部２１は、ストライプ状に限らず、格子状に形成されていても良い。第１遮光部２１は、信号線１１及び走査線１２に重ねて形成される。そして、第１遮光部２１により、信号線１１付近からの光漏れと、走査線１２付近からの光漏れを防止しても良い。

本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの斜視図。 図１に示した液晶表示パネルの一部を示す断面図。 図１および図２に示したアレイ基板の一部を示す概略構成図。 上記アレイ基板の配線構造を概略的に示す平面図。 上記アレイ基板の信号線及び走査線を表示面側から見た平面図であり、特に、信号線間の間隔を示す図。 上記液晶表示パネルの対向基板のストライプ部及び着色層を表示面側から見た平面図であり、特に、ストライプ部間の間隔及びストライプ部の幅を示す図。 上記液晶表示パネルの信号線、走査線、ストライプ部及び画素表示領域を表示面側から見た平面図であり、特に、画素表示領域の面積及び画素の幅を示す図。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…カラーフィルタ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…着色層、１０…ガラス基板、１１…信号線、１２…走査線、１３…ＴＦＴ、１５…画素電極、２０…ガラス基板、２１…第１遮光部、２１ａ…ストライプ部、２２…第２遮光部、２３…対向電極、Ｒ１…表示領域、Ｒ_Ｒ，Ｒ_Ｇ，Ｒ_Ｂ…画素表示領域、Ｐ，Ｐ_Ｒ，Ｐ_Ｇ，Ｐ_Ｂ…画素、ｐ１_Ｒ，ｐ１_Ｇ，ｐ１_Ｂ，ｐ２，ｐ３_Ｒ，ｐ３_Ｇ，ｐ３_Ｂ…間隔、ｗ１，ｗ２ａ，ｗ２ｂ，ｗ３，ｗ４_Ｒ，ｗ４_Ｇ，ｗ４_Ｂ…幅、ｄ１…第１方向、ｄ２…第２方向。

Claims (3)

1. 第１方向に延出した複数の信号線及び前記第１方向に直交した第２方向に延出した複数の走査線を有したアレイ基板と、
   前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
   前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、
   前記第１基板および第２基板間に設けられ、それぞれ前記第１方向に延出しているとともに前記第２方向に交互に隣接して並べられた複数色の着色層で形成されたカラーフィルタと、
   前記対向基板に設けられ、それぞれ前記第１方向に延出しているとともに前記第２方向に互いに間隔を置いて並べられ、前記信号線及び着色層間の境界に重なった複数のストライプ部を有した遮光部と、を備え、
   前記信号線間の間隔と、前記ストライプ部間の間隔と、は不等であり、
   それぞれ隣合う２本の走査線、並びに隣合う２本の信号線及びストライプ部で囲まれた複数の画素表示領域は、互いに等しい面積を有している液晶表示パネル。
2. 前記信号線から外れて位置した前記ストライプ部の面積は、前記ストライプ部の重なった前記着色層の色毎に異なる請求項１に記載の液晶表示パネル。
3. 前記カラーフィルタは、赤色、緑色及び青色の複数の着色層で形成され、
   前記緑色の着色層を挟んだ前記信号線間の間隔は、前記赤色の着色層を挟んだ前記信号線間の間隔及び前記青色の着色層を挟んだ前記信号線間の間隔より広く、
   前記緑色の着色層を挟んだ前記ストライプ部間の間隔は、前記赤色の着色層を挟んだ前記ストライプ部間の間隔及び前記青色の着色層を挟んだ前記ストライプ部間の間隔より狭い請求項１又は２に記載の液晶表示パネル。

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