JP2014145992A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セルギャップの均一な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】画像を表示するアクティブエリアにおける最外周に配置された画素電極ＰＥＡと、該画素電極ＰＥＡと隣接するダミー画素電極ＰＢと、を備えた第１基板１０と、該アクティブエリアと該周辺エリアとの境界に位置し画素電極ＰＥＡとダミー画素電極ＰＢとの間の位置に対向した第１遮光部３１１、該アクティブエリアに位置する第２遮光部３１２、及び、該周辺エリアに位置する第３遮光部３１３を含む遮光層と、画素電極ＰＥと対向するカラーフィルタ３２Ａと、ダミー画素電極ＰＢと対向するダミーカラーフィルタ３２Ｂと、を備えた第２基板３０と、第２遮光部３１２と対向する位置に形成された第１柱状スペーサＳＡ１と、該アクティブエリアと同等のセルギャップを形成し第３遮光部３１３と対向する位置に形成された第２柱状スペーサＳＢと、セルギャップに保持された液晶層ＬＱと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、表示装置などとして各種分野で利用されている。このような液晶表示装置においては、画像を表示するアクティブエリアのセルギャップ（一対の基板間に保持された液晶層の厚み）を均一化することが重要である。近年では、セルギャップを形成するためのスペーサとして、一方の基板上に柱状のスペーサを選択的に配置するとともにスペーサを所望の高さに精度良く形成する技術が確立され、セルギャップの均一化が図られている。

このような液晶表示装置において、電極、配線、カラーフィルタ、遮光層などが形成されたアクティブエリアとその周辺エリアとでは、表面の凹凸の程度が大きく異なる。つまり、スペーサが配置される位置の下地の構造、あるいは、スペーサが支持する側の構造は、アクティブエリアとその周辺エリアとで異なっていることがある。このため、スペーサの高さが均一である場合、アクティブエリアではスペーサが対向する基板に接触するものの、周辺エリアではスペーサが対向する基板と接触しないことがある。このような状態で、一対の基板を貼り合わせた場合には、周辺エリアのセルギャップがアクティブエリアのセルギャップよりも薄くなってしまう。また、周辺エリアにおいて、遮光層にカラーフィルタを積層した場合には、周辺エリアのセルギャップがアクティブエリアのセルギャップよりも厚くなってしまう。特に、狭額縁化の要望に伴い、額縁幅が狭いデバイスについては、アクティブエリアと周辺エリアとでのセルギャップの差異がアクティブエリア内の周縁部におけるセルギャップに影響を及ぼし、その結果、アクティブエリア内において、その中央部と周縁部とでセルギャップが異なってしまい、表示ムラとして認識されてしまうおそれがある。

近年、液晶表示装置の製造プロセスの一つとして、滴下注入法が普及してきている。この滴下注入法は、アレイ基板または対向基板の上のシール材で囲まれた領域内に液晶材料を滴下した後に、真空状態でアレイ基板と対向基板とを貼り合わせ、真空状態から大気圧状態に戻すことで、シール材で囲まれた領域内と外気圧との圧力差によって一対の基板が加圧され、シール材が潰れることで所定のセルギャップを形成する手法である。このような滴下注入法を適用した場合、セルギャップにバラツキが生ずると、液晶材料を封止すべき空間の容積に対して、滴下した液晶材料の過不足が生じやすくなる。すなわち、液晶材料の滴下量が不足した場合には、液晶層に気泡が発生する不具合が発生したり、局所的にセルギャップが所望の値よりも薄くなってしまったりする。また、液晶材料の滴下量が過剰であった場合には、局所的にセルギャップが所望の値よりも厚くなってしまう。このような不具合は、表示品位の劣化及び製造歩留まりの低下を招く。

特開２０１０−１８１８３７号公報 特開２００８−３１００２５号公報

本実施形態の目的は、セルギャップの均一化が可能な液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
画像を表示するアクティブエリアにおける最外周に配置された画素電極と、前記アクティブエリアの外側の周辺エリアに配置され前記画素電極と隣接するダミー画素電極と、前記画素電極及び前記ダミー画素電極を覆う第１配向膜と、を備えた第１基板と、前記アクティブエリアと前記周辺エリアとの境界に位置し前記画素電極と前記ダミー画素電極との間の位置に対向した第１遮光部、前記アクティブエリアに位置する第２遮光部、及び、前記周辺エリアに位置する第３遮光部を含む遮光層と、前記画素電極と対向するカラーフィルタと、前記ダミー画素電極と対向するダミーカラーフィルタと、前記第１配向膜と向かい合う第２配向膜と、を備えた第２基板と、前記アクティブエリアにおいて前記第１基板と前記第２基板との間に介在し、前記第２遮光部と対向する位置に形成された第１柱状スペーサと、前記周辺エリアにおいて前記第１基板と前記第２基板との間に介在し、前記アクティブエリアと同等のセルギャップを形成し、前記第３遮光部と対向する位置に形成された第２柱状スペーサと、前記第１基板と前記第２基板との間のセルギャップに保持された液晶層と、を備えた液晶表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの一画素におけるスイッチング素子ＳＷを含む断面構造を概略的に示す図である。 図３は、本実施形態におけるスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの配置例を概略的に示す断面図である。 図４は、本実施形態に適用可能な遮光層３１のレイアウト例を概略的に示す平面図である。 図５は、本実施形態におけるスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの他の配置例を概略的に示す断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。

すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴは、シール材ＳＥによって貼り合わせられている。シール材ＳＥは、例えば、閉ループ状の（つまり、切れ目なく連続的な）矩形枠状に形成されている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、シール材ＳＥによって囲まれた内側に、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。アクティブエリアＡＣＴの外側の周辺エリアＰＲＡは、アクティブエリアＡＣＴを囲むエリアであり、シール材ＳＥが配置されるエリアを含み、矩形枠状に形成されている。

アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出した複数のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）及び補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出した複数のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、各画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、各画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷに電気的に接続された画素電極ＰＥなどを備えている。液晶層ＬＱを介して画素電極ＰＥの各々と対向する共通電極ＣＥは、例えばアレイ基板ＡＲに備えられているが、対向基板ＣＴに備えられていても良い。

なお、液晶表示パネルＬＰＮの詳細な構成については説明を省略するが、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどの主として縦電界を利用するモードを適用した構成では、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに備えられる一方で、共通電極ＣＥが対向基板ＣＴに備えられる。また、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの主として横電界を利用するモードを適用した構成では、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられる。

各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。各補助容量線Ｃは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、補助容量電圧が供給される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、コモン電圧が供給される給電部ＶＳと電気的に接続されている。ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、例えばその少なくとも一部がアレイ基板ＡＲに形成され、液晶表示パネルＬＰＮを駆動するのに必要な信号源としての駆動ＩＣチップ２と接続されている。図示した例では、駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮの周辺エリアＰＲＡにおいて、アレイ基板ＡＲに実装されている。

液晶表示パネルＬＰＮは、アクティブエリアＡＣＴに配置された柱状のスペーサ（第１柱状スペーサ）ＳＡ、及び、周辺エリアＰＲＡに配置された柱状の周辺スペーサ（第２柱状スペーサ）ＳＢを備えている。なお、ここに示したスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれもシール材ＳＥで囲まれた内側に位置している。つまり、周辺スペーサＳＢは、アクティブエリアＡＣＴとシール材ＳＥとの間に位置している。スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれもアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に介在し、両基板の間に所望のセルギャップを形成している。なお、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、アレイ基板ＡＲまたは対向基板ＣＴのいずれか一方の同一基板上に形成されている。

本実施形態では、液晶表示パネルＬＰＮは、狭額縁化されており、周辺エリアＰＲＡの幅つまり矩形状のアクティブエリアＡＣＴの各辺から液晶表示パネルＬＰＮの各辺までの距離（額縁幅）は、例えば１ｍｍ未満である。

図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの一画素におけるスイッチング素子ＳＷを含む断面構造を概略的に示す図である。ここでは、ＦＦＳモードを適用した構成例について説明する。

すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。アレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板１０の対向基板ＣＴに対向する側に、スイッチング素子ＳＷ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

ここに示したスイッチング素子ＳＷは、例えばトップゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。なお、スイッチング素子ＳＷは、ボトムゲート型であっても良い。スイッチング素子ＳＷは、第１絶縁基板１０の上に配置された半導体層ＳＣを備えている。半導体層ＳＣは、ポリシリコンやアモルファスシリコンや酸化物半導体などによって形成可能であるが、図示した例では、ポリシリコンによって形成されている。なお、第１絶縁基板１０と半導体層ＳＣとの間に絶縁膜であるアンダーコート層が介在していても良い。半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１によって覆われている。また、第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上にも配置されている。

スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＷＧは、第１絶縁膜１１の上に形成され、半導体層ＳＣの直上に位置している。ゲート電極ＷＧは、ゲート配線（例えばゲート配線Ｇ１）に電気的に接続され（あるいは、ゲート配線Ｇ１と一体的に形成され）、第２絶縁膜１２によって覆われている。また、第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜１２は、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機系材料によって形成されている。

スイッチング素子ＳＷのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第２絶縁膜１２の上に形成されている。また、ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２も同様に第２絶縁膜１２の上に形成されている。図示したソース電極ＷＳは、ソース配線Ｓ１に電気的に接続されている（あるいは、ソース配線Ｓ１と一体的に形成されている）。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、それぞれ第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールを通して半導体層ＳＣにコンタクトしている。このような構成のスイッチング素子ＳＷは、ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２とともに第３絶縁膜１３によって覆われている。第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。第３絶縁膜１３には、ドレイン電極ＷＤまで貫通した第１コンタクトホールＣＨ１が形成されている。第３絶縁膜１３は、例えば、透明な樹脂材料によって形成されている。

共通電極ＣＥは、第３絶縁膜１３の上に形成されている。なお、共通電極ＣＥは、第１コンタクトホールＣＨ１には延出していない。共通電極ＣＥは、透明な導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などによって形成されている。共通電極ＣＥの上には、第４絶縁膜１４が配置されている。また、第４絶縁膜１４は、図示していないが第３絶縁膜１３の上にも配置されている。第４絶縁膜１４の第１コンタクトホールＣＨ１を覆っている部分においては、ドレイン電極ＷＤまで貫通した第２コンタクトホールＣＨ２が形成されている。第４絶縁膜１４は、共通電極ＣＥと後述する画素電極ＰＥとの間に位置する層間絶縁膜として機能し、第３絶縁膜１３と比較して薄い膜厚に形成され、例えば、シリコン窒化物によって形成されている。

画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１４の上において島状に形成され、共通電極ＣＥと向かい合っている。また、画素電極ＰＥには、共通電極ＣＥと向かい合う位置にスリットＳＬが形成されている。画素電極ＰＥは、第１コンタクトホールＣＨ１及び第２コンタクトホールＣＨ２を介してスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成されている。画素電極ＰＥは、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。また、第１配向膜ＡＬ１は、スリットＳＬにも延在し、第４絶縁膜１４を覆っている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０のアレイ基板ＡＲに対向する側に、遮光層３１、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。

遮光層３１は、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素ＰＸを区画し、開口部ＡＰを形成する。遮光層３１は、アレイ基板ＡＲに設けられたゲート配線Ｇやソース配線Ｓ、スイッチング素子ＳＷなどの配線部に対向している。また、遮光層３１は、図示しないが周辺エリアにも形成されている。

カラーフィルタ３２は、開口部ＡＰに形成され、その一部が遮光層３１の上にも延在している。カラーフィルタ３２は、例えば、赤色、緑色、青色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。異なる色のカラーフィルタ３２間の境界は、ソース配線Ｓの上方の遮光層３１と重なる位置にある。

オーバーコート層３３は、カラーフィルタ３２を覆っている。オーバーコート層３３は、遮光層３１やカラーフィルタ３２の表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層３３は、例えば透明な樹脂材料によって形成されている。オーバーコート層３３は、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。また、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、基板主面（あるいは、Ｘ−Ｙ平面）と平行な面内において、互いに平行な方位に配向処理がなされている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間には、一方の基板に形成された柱状スペーサ（スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢ）により、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に形成されたセルギャップに封入された液晶分子を含む液晶組成物によって構成されている。

このような構成の液晶表示パネルＬＰＮに対して、その背面側には、バックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

アレイ基板ＡＲの外面すなわち第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、対向基板ＣＴの外面すなわち第２絶縁基板３０の外面３０Ｂには、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないＯＦＦ状態で黒を表示するノーマリブラックを実現するように配置されている。例えば、ＯＦＦ状態において、液晶層ＬＱを透過する直線偏光が液晶層ＬＱによって変調されない条件下では、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの偏光軸が直交するクロスニコルの位置関係となるように配置される。

図３は、本実施形態におけるスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの配置例を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、説明に必要な構成のみを図示しており、共通電極や、第１乃至第４絶縁膜の詳細な図示を省略している。

アレイ基板ＡＲにおいて、アクティブエリアＡＣＴに配置される画素電極ＰＥは、いずれもスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。勿論、アクティブエリアＡＣＴにおける最外周に配置された図示した画素電極ＰＥＡも同様に、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。周辺エリアＰＲＡには、ダミー画素電極ＰＢが配置されている。図示したダミー画素電極ＰＢは、最外周の画素電極ＰＥＡとの間に間隔をおいて隣接している。ダミー画素電極ＰＢは、スイッチング素子とは接続されておらず、電気的にフローティング状態である。ダミー画素電極ＰＢは、画素電極ＰＥと同一材料によって形成されている。

図示した例では、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれもアレイ基板ＡＲに形成されている。また、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、下地層ＵＬの上に形成されている。この下地層ＵＬは、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢを形成する樹脂材料に対して高い密着性を呈する材料によって形成されており、例えば、ＩＴＯによって形成されている。なお、下地層ＵＬは、島状に形成されており、電気的にフローティング状態である。スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれも底面が下地層ＵＬに接しており、対向基板ＣＴに向かって延出している。これらのスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの高さはいずれもほぼ同等である。

スペーサＳＡの下地の総厚Ｔ１、及び、周辺スペーサＳＢの下地の総厚Ｔ２は、いずれも第１絶縁基板１０の内面１０Ａから下地層ＵＬの表面までの厚さであり、総厚Ｔ１及び総厚Ｔ２はほぼ同等である。例えば、第１乃至第４絶縁膜の積層状態は、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡともに同一としたり、周辺エリアＰＲＡにおいてはアクティブエリアＡＣＴのスイッチング素子ＳＷと同一構成のダミースイッチング素子を配置したりしても良い（但し、ダミースイッチング素子とダミー画素電極とは電気的に接続しない）。

最外周の画素電極ＰＥＡを含むアクティブエリアＡＣＴの画素電極ＰＥ、周辺エリアＰＲＡのダミー画素電極ＰＢ、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれも第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。第１配向膜ＡＬ１の端部は、アレイ基板ＡＲの基板端部ＡＲＥよりも内側に留まり、シール材ＳＥの内側に位置している。第１配向膜ＡＬ１とシール材ＳＥとは、例えば５０μｍ程度の幅に亘って重なっている。

外面１０Ｂに配置される第１光学素子ＯＤ１のうち、少なくとも第１偏光板ＰＬ１は、基板端部ＡＲＥまで延在している。

このようなアレイ基板ＡＲの構造に着目した場合、アクティブエリアＡＣＴと周辺エリアＰＲＡとの境界ＢＤは、アクティブエリア最外周の画素電極ＰＥＡとこれに隣接するダミー画素電極ＰＢとの間の位置に相当する。

一方、対向基板ＣＴにおいて、遮光層３１は、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡにおいて、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成されている。図示した例では、遮光層３１は、第１遮光部３１１、第２遮光部３１２、及び、第３遮光部３１３を含んでいる。後述するが、遮光層３１は、格子状に形成されており、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡにおいて繋がっている。つまり、第１遮光部３１１、第２遮光部３１２、及び、第３遮光部３１３は、これらと交差する他の遮光部によって図示しない位置で繋がっている。

第１遮光部３１１は、境界ＢＤに位置しており、画素電極ＰＥＡとダミー画素電極ＰＢとの間の位置に対向している。第２遮光部３１２は、アクティブエリアＡＣＴに位置しており、第１遮光部３１１よりも内側に位置している。第３遮光部３１３は、周辺エリアＰＲＡに位置しており、第１遮光部３１１よりも外側に位置している。図示した例では、第２遮光部３１２及び第３遮光部３１３はそれぞれ１つずつであるが、ここでは、アクティブエリアＡＣＴに位置する遮光部全体を第２遮光部３１２と称し、周辺エリアＰＲＡに位置する遮光部全体を第３遮光部３１３と称するものとする。

上記の通り、アクティブエリアＡＣＴにおいては、カラーフィルタ３２が配置されている。各カラーフィルタ３２は、画素電極ＰＥと対向している。アクティブエリアＡＣＴの最外周に位置するカラーフィルタ３２Ａは、画素電極ＰＥＡと対向している。このカラーフィルタ３２Ａは、その一端部が第１遮光部３１１と重なり、また、その他端部が第１遮光部３１１に隣接する第２遮光部３１２と重なっている。

周辺エリアＰＲＡにおいては、ダミーカラーフィルタ３２Ｂが配置されている。各ダミーカラーフィルタ３２Ｂは、ダミー画素電極ＰＢと対向している。このようなダミーカラーフィルタ３２Ｂは、カラーフィルタ３２と同一材料によって形成されている。例えば、カラーフィルタ３２は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタを含む一方で、ダミーカラーフィルタ３２Ｂについても、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタを含んでいても良いし、比較的透過率が低い青色カラーフィルタのみで構成しても良い。カラーフィルタ３２Ａに隣接するダミーカラーフィルタ３２Ｂは、その一端部が第１遮光部３１１と重なり、また、その他端部が第１遮光部３１１に隣接する第３遮光部３１３と重なっている。つまり、第１遮光部３１１には、アクティブエリアＡＣＴの最外周に位置するカラーフィルタ３２Ａと、周辺エリアＰＲＡの最も内側（つまりアクティブエリアに隣接する位置）のダミーカラーフィルタ３２Ｂとが重なっている。このため、カラーフィルタ３２Ａとダミーカラーフィルタ３２Ｂとの境界は、第１遮光部３１１と重なる位置にある。

オーバーコート層３３は、カラーフィルタ３２及びダミーカラーフィルタ３２Ｂを覆っている。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層３３を覆い、第１配向膜ＡＬ１と向かい合っている。周辺エリアＰＲＡの最外周のダミーカラーフィルタ３２Ｂの端部、第２配向膜ＡＬ２の端部、オーバーコート層３３の端部は、いずれも対向基板ＣＴの基板端部ＣＴＥよりも内側に留まり、シール材ＳＥの内側に位置している。ダミーカラーフィルタ３２Ｂ、オーバーコート層３３、及び、第２配向膜ＡＬ２と、シール材ＳＥとは、例えば５０μｍ程度の幅に亘って重なっている。

外面３０Ｂに配置される第２光学素子ＯＤ２のうち、少なくとも第２偏光板ＰＬ２は、基板端部ＣＴＥまで延在している。

このような対向基板ＣＴの構造に着目した場合、アクティブエリアＡＣＴと周辺エリアＰＲＡとの境界ＢＤは、第１遮光部３１１が形成された位置、あるいは、アクティブエリアＡＣＴの最外周に位置するカラーフィルタ３２Ａとこれに隣接するダミーカラーフィルタ３２Ｂとの境界に相当する。

スペーサＳＡは、第２遮光部３１２と対向する位置に形成されている。図示した例では、スペーサＳＡは、第２遮光部３１２の直下に位置しており、対向基板ＣＴを支持している。スペーサＳＡと第２遮光部３１２との間には、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２などが介在している。このようなスペーサＳＡは、アクティブエリアＡＣＴの略全体において、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間にほぼ一定のセルギャップＧＰ１を形成する。

周辺スペーサＳＢは、第３遮光部３１３と対向する位置に形成されている。図示した例では、周辺スペーサＳＢは、第３遮光部３１３の直下に位置しており、対向基板ＣＴを支持している。周辺スペーサＳＢと第３遮光部３１３との間には、ダミーカラーフィルタ３２Ｂ、オーバーコート層３３、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２などが介在している。このような周辺スペーサＳＢは、周辺エリアＰＲＡの略全体において、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間にほぼ一定のセルギャップＧＰ２を形成する。このセルギャップＧＰ２は、アクティブエリアＡＣＴのセルギャップＧＰ１と同等である。

すなわち、アレイ基板ＡＲにおいては、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢのそれぞれの下地の構造が同等であり、また、下地の総厚についても同等である。なお、狭額縁化仕様の場合、周辺エリアＰＲＡにおける配線や回路の密度が高まる傾向にあるが、少なくとも周辺スペーサＳＢの下地部分については、その総厚Ｔ２がスペーサＳＡの下地部分の総厚Ｔ１と同等となるように構成されている。

一方、対向基板ＣＴにおいては、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡのいずれも同一構造であり、特に、スペーサＳＡが支持する部分の構造（第２遮光部３１２、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３の積層体）と、周辺スペーサＳＢが支持する部分の構造（第３遮光部３１３、ダミーカラーフィルタ３２Ｂ、オーバーコート層３３の積層体）とが同一である。

このようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを貼り合わせた際、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に、同等の高さを有するスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢが介在するため、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡともに同等のセルギャップを形成することが可能となる。

図４は、本実施形態に適用可能な遮光層３１のレイアウト例を概略的に示す平面図である。

遮光層３１は、第１方向Ｘに沿って延出した図示しないゲート配線などと対向するように第１方向Ｘに沿って延出するとともに、第２方向Ｙに沿って延出した図示しないソース配線などと対向するように第２方向Ｙに沿って延出し、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡにおいて格子状に形成されている。遮光層３１のうち、境界ＢＤと重なる部分が第１遮光部３１１に相当し、アクティブエリアＡＣＴで格子状をなす部分が第２遮光部３１２に相当し、周辺エリアＰＲＡで格子状をなす部分が第３遮光部３１３に相当する。

遮光層３１で区画された内側には、図示しないカラーフィルタあるいはダミーカラーフィルタが配置される。アクティブエリアＡＣＴのスペーサＳＡ、及び、周辺エリアＰＲＡの周辺スペーサＳＢは、例えば、遮光層３１の交点付近に位置している。

上記の構成の液晶表示装置において、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されていないＯＦＦ状態（液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないため、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面内において、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向に初期配向する。このとき、バックライトＢＬからのバックライト光のうち、一部の直線偏光は、第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した直線偏光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過した際にほとんど変化しないため、液晶表示パネルＬＰＮを透過した直線偏光は、第１偏光板ＰＬ１に対してクロスニコルの位置関係にある第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。

一方、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されたＯＮ状態（液晶層ＬＱに電圧が印加された状態）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間にフリンジ電界が形成される。このため、液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面内において、フリンジ電界の作用によって初期配向方向とは異なる方位に配向する。このとき、液晶表示パネルＬＰＮに入射した直線偏光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子の配向状態（あるいは、液晶層のリタデーション）に応じて変化する。このため、ＯＮ状態においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。

なお、周辺エリアＰＲＡの液晶層ＬＱは、アクティブエリアＡＣＴの表示状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）にかかわらず、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２との間に保持されており、また、常にＯＦＦ状態に維持されている。つまり、周辺エリアＰＲＡの液晶分子は、初期配向状態を維持しており、周辺エリアＰＲＡに延在した第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２の作用によって黒表示状態に維持されている。

このような本実施形態によれば、周辺エリアＰＲＡにおけるセルギャップはアクティブエリアＡＣＴにおけるセルギャップと同等に揃えることが可能となる。このため、額縁幅が１ｍｍ未満の狭額縁化仕様であっても、周辺エリアＰＲＡのセルギャップの影響を受けることなく、アクティブエリアＡＣＴの全域に亘り、均一なセルギャップＧＰ１を形成することが可能となる。したがって、セルギャップのバラツキに起因した表示ムラの発生を抑制する、あるいは、表示品位の均一性を向上することが可能となる。

また、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、アクティブエリアＡＣＴのみならず周辺エリアＰＲＡにも延在し、シール材ＳＥと重なるように配置されている。これにより、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないＯＦＦ状態で黒を表示するノーマリブラックを実現する。このため、周辺エリアＰＲＡの遮光層３１がアクティブエリアＡＣＴと同様に格子状に形成されていても、周辺エリアＰＲＡは黒表示状態に維持されているため、周辺エリアＰＲＡでの光抜けを抑制することが可能となる。特に、周辺エリアＰＲＡでの光抜けを抑制する観点から第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２はアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのそれぞれの基板端まで延在していることが望ましい。尚、第１偏光板ＰＬについては、対向基板ＣＴと重ならないアレイ基板ＡＲの領域にまで延在していなくてもよい。

また、アクティブエリアＡＣＴ及び周辺エリアＰＲＡにおいてセルギャップを均一化することができるため、製造方法として滴下注入法を適用した場合に、液晶材料を封止すべき液晶空間の容積をほぼ一定に設定値に維持することができ、適量の液晶材料を封止することが可能となる。このため、液晶空間の容積のバラツキに起因した液晶材料の過不足の発生を抑制することができるとともに、液晶材料の過不足に起因したセルギャップのバラツキを抑制することができ、アクティブエリア内での表示ムラの発生を抑制することが可能となる。したがって、表示品位の劣化及び製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。

また、高精細・狭額縁仕様の場合には、アクティブエリアＡＣＴの面積に対して周辺エリアＰＲＡの面積の占める割合が極めて小さく、額縁幅も極めて小さいため、格子状の遮光層３１とダミーカラーフィルタ３２Ｂとの組み合わせであっても、周辺エリアＰＲＡにおいて、ダミーカラーフィルタ３２Ｂの色の視認性は極めて低く、アクティブエリアＡＣＴの表示品位に与える影響を軽減することが可能である。

なお、比較例として、周辺エリアＰＲＡの全体に亘ってベタの遮光層３１を配置した構成において、遮光層３１及びオーバーコート層３３を積層した構造の場合には、アクティブエリアＡＣＴよりもセルギャップが小さくなってしまい、また、遮光層３１、カラーフィルタ３２、及び、オーバーコート層３３を積層した構造の場合には、アクティブエリアＡＣＴよりもセルギャップが大きくなってしまうことが確認された。いずれの場合も、狭額縁仕様においては、アクティブエリアＡＣＴ内の周辺部分のセルギャップが周辺エリアＰＲＡのセルギャップの影響を受けて不均一となり、表示不良が発生した。

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。

図５は、本実施形態におけるスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの他の配置例を概略的に示す断面図である。

ここに示した配置例は、図３に示した配置例と比較して、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢがいずれも対向基板ＣＴに形成された点で相違している。また、スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、下地層ＵＬに積層され、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。下地層ＵＬは、オーバーコート層３３のアレイ基板ＡＲと対向する面に形成されている。なお、下地層ＵＬの詳細については、図３に示した例と同様であり、説明を省略する。スペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢは、いずれも底面が下地層ＵＬに接しており、アレイ基板ＡＲに向かって延出している。これらのスペーサＳＡ及び周辺スペーサＳＢの高さはいずれもほぼ同等であり、アレイ基板ＡＲを支持している。

つまり、スペーサＳＡは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間にほぼ一定のセルギャップＧＰ１を形成する。周辺スペーサＳＢは、周辺エリアＰＲＡにおいて、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間にほぼ一定のセルギャップＧＰ２を形成する。セルギャップＧＰ２は、セルギャップＧＰ１と同等である。

このような配置例においても、図３に示した配置例と同様の効果が得られる。

なお、ここに示した対向基板ＣＴの構造は一例であって、図示した例に限らない。

以上説明したように、本実施形態によれば、セルギャップの均一化が可能な液晶表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上記の実施形態においては、一方の基板上にアクティブエリアを囲むように切れ目なくシール材を配置して、滴下注入法により液晶材料を滴下した後に一対の基板を貼り合わせる構成としたが、これに限られるものではない。例えば、一方の基板上に液晶注入口を形成しつつアクティブエリアを囲むようにシール材を配置して、真空注入法により一対の基板を貼り合わせる構成としても良い。

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＳＡ…スペーサ ＳＢ…周辺スペーサ
ＡＣＴ…アクティブエリア ＰＲＡ…周辺エリア ＢＤ…境界
ＰＥ…画素電極 ＰＥＡ…画素電極（アクティブエリア最外周）
ＰＢ…ダミー画素電極
ＡＬ１…第１配向膜 ＰＬ１…第１偏光板
ＡＬ２…第２配向膜 ＰＬ２…第２偏光板
３１…遮光層 ３１１…第１遮光部 ３１２…第２遮光部 ３１３…第３遮光部
３２…カラーフィルタ ３２Ａ…カラーフィルタ（アクティブエリア最外周）
３２Ｂ…ダミーカラーフィルタ ３３…オーバーコート層

Claims (7)

1. 画像を表示するアクティブエリアにおける最外周に配置された画素電極と、前記アクティブエリアの外側の周辺エリアに配置され前記画素電極と隣接するダミー画素電極と、前記画素電極及び前記ダミー画素電極を覆う第１配向膜と、を備えた第１基板と、
   前記アクティブエリアと前記周辺エリアとの境界に位置し前記画素電極と前記ダミー画素電極との間の位置に対向した第１遮光部、前記アクティブエリアに位置する第２遮光部、及び、前記周辺エリアに位置する第３遮光部を含む遮光層と、前記画素電極と対向するカラーフィルタと、前記ダミー画素電極と対向するダミーカラーフィルタと、前記第１配向膜と向かい合う第２配向膜と、を備えた第２基板と、
   前記アクティブエリアにおいて前記第１基板と前記第２基板との間に介在し、前記第２遮光部と対向する位置に形成された第１柱状スペーサと、
   前記周辺エリアにおいて前記第１基板と前記第２基板との間に介在し、前記アクティブエリアと同等のセルギャップを形成し、前記第３遮光部と対向する位置に形成された第２柱状スペーサと、
   前記第１基板と前記第２基板との間のセルギャップに保持された液晶層と、
   を備えた液晶表示装置。
2. さらに、前記第１基板の外面に配置され前記第１基板の端部まで延在した第１偏光板と、前記第２基板の外面に配置され前記第２基板の端部まで延在し前記第１偏光板とクロスニコルの位置関係にある第２偏光板と、を備えた、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記遮光層は、前記アクティブエリア及び前記周辺エリアにおいて格子状に形成された、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１遮光部には、前記カラーフィルタの一部と、前記ダミーカラーフィルタの一部とがそれぞれ重なる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記ダミーカラーフィルタは、青色カラーフィルタである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１柱状スペーサ及び前記第２柱状スペーサは、前記第１基板または前記第２基板のいずれか一方の同一基板上に形成された、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記周辺エリアの幅は１ｍｍ未満である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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