JP2017111388A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位に優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、カラーフィルタ３０を有する第２基板と、液晶層と、を備える。第１基板は、光反射層と、透明導電体層と、絶縁層と、第１画素電極２３ａと、第２画素電極２３ｂと、を有する。カラーフィルタ３０は、第１波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第１色層３１と、前記第１波長領域より長波長側である第２波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第２色層３２と、を有する。第１画素電極２３ａ及び第２画素電極２３ｂの間の隙間と、第１色層３１又は第２色層３２と、光反射層と、透明導電体層と、絶縁層とが重畳している。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

一般に、表示装置として例えば液晶表示装置が知られている。また、近年、モバイルアプリケーションが急速に普及している。モバイルアプリケーションとしては液晶表示装置を用いたスマートフォン等が知られている。上記液晶表示装置においては、高精細化、高色純度化、高輝度化等に代表される表示性能の向上が求められている。また、上記液晶表示装置においては、バッテリによる長時間駆動を達成するための低消費電力化も求められている。

液晶表示装置としては、例えば、光源を備える光透過型の液晶表示装置と、光源無しに外光を利用して画像を表示する光反射型の液晶表示装置と、が挙げられる。光反射型の液晶表示装置は、光透過型の液晶表示装置より低消費電力化に寄与することができる。

特開２００２−３６５６６４号公報

本実施形態は、表示品位に優れた液晶表示装置を提供する。

一実施形態に係る液晶表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に対向配置されカラーフィルタを有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、前記第１基板は、光反射層と、前記反射層上に設けられた透明導電体層と、前記透明導電体層上に設けられた絶縁層と、前記光反射層より前記液晶層側に設けられた第１画素電極と、前記第１画素電極に隙間を置いて隣合う第２画素電極と、を有し、前記カラーフィルタは、第１波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第１色層と、前記第１波長領域より長波長側である第２波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第２色層と、を有し、前記隙間と、前記第１色層又は第２色層と、前記光反射層と、前記透明導電体層と、前記絶縁層とが重畳している。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルと光学素子とを示す断面図である。 図３は、図１及び図２に示した第１基板の構成を示す平面図である。 図４は、図３に示した単位画素を示す等価回路である。 図５は、上記液晶表示パネルの構成を示す平面図であり、４個の単位画素の複数の画素電極と積層体とを取り出して示す図である。 図６は、図５の液晶表示パネルを線ＶＩ−ＶＩに沿って示す断面図である。 図７は、上記液晶表示パネルの構成を示す他の平面図であり、４個の単位画素の複数の画素電極とカラーフィルタとを取り出して示す図である。 図８は、図７に示した光反射層及び第５絶縁膜を部分的に拡大して示す断面図であり、光反射層、透明導電体層及び第５絶縁膜による光の干渉効果を説明するための図である。 図９は、上記カラーフィルタの第１色層及び第２色層のそれぞれの透過光スペクトルをグラフで示す図である。 図１０は、光反射層、透明導電体層及び第５絶縁膜を有する積層構造のサンプル１から９までのそれぞれの透明導電体層の厚み及び第５絶縁膜の厚みを表で示す図である。 図１１は、上記サンプル１から９までのそれぞれの反射光スペクトルをグラフで示す図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

表示装置において、表示画像の品質の低下を抑制するため、対向基板側にブラックマトリクスを設けたり、上記ブラックマトリクスを太く形成したりし、液晶分子が配向不良となるエリアを隠す手段を採ることが考えられる。
しかしながら、この場合、ブラックマトリクスによる遮光領域の拡大を招き、ブラックマトリクスにより外光取り込み量の著しい低下を招いてしまう。これにより、表示画像の輝度レベルが大幅に低下してしまう。一方、ブラックマトリックスを設けない表示装置では、画素間に光漏れが生じてしまう。

そこで、本発明の実施形態においては、上記問題を解決することにより、表示品位に優れた液晶表示装置が得られるものである。例えば、コントラスト特性の低下を抑制しつつ光反射率の低下を抑制することのできる液晶表示装置が得られるものである。次に、上記問題を解決するための手段及び手法について説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。更に、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚを図示している。第２方向Ｙは、第１方向Ｘと直交する方向である。また、第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと直交する方向である。
図１に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、外光を選択的に反射することで画像を表示する光反射型の液晶表示装置である。液晶表示装置ＤＳＰは、液晶表示パネルＰＮＬ、接続部１００、及び制御部２００を備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、画像（映像）を表示するエリアである表示エリアＤＡを中央に備え、表示エリアＤＡの周辺に非表示エリアＮＤＡを備えている。接続部１００は、液晶表示パネルＰＮＬの非表示エリアＮＤＡに接続されている。接続部１００としては、ＦＰＣ（flexible printed circuit）又はＴＣＰ（tape carrier package）を利用することができる。制御部２００は、接続部１００を介して液晶表示パネルＰＮＬと接続されている。制御部２００は、液晶表示パネルＰＮＬに出力する画像信号（例えば、映像信号）を制御している。

液晶表示パネルＰＮＬは、矩形状の第１基板１、矩形状の第２基板２、及び駆動部３００を備えている。なお、本実施形態において、第１基板１をアレイ基板と、第２基板２を対向基板と、それぞれ言い換えることができる。例えば、第１基板１及び第２基板２の短辺は、第１方向Ｘに延在している。第１基板１及び第２基板２の長辺は、第２方向Ｙに延在している。第１基板１の長辺は、第２基板２の長辺より長い。このため、第１基板１は、第２基板２と対向していない領域を備えている。駆動部３００は、この領域に搭載されている。第１基板１は、第２基板２と第３方向Ｚに対向している。

液晶表示パネルＰＮＬは、表示エリアＤＡで第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並んで配置された複数の画素ＰＸを備えている。各画素ＰＸは、制御部２００から与えられる画像信号（映像信号）に応じて光の反射率を変化させる。これにより、液晶表示パネルＰＮＬは、表示エリアＤＡに画像（映像）を表示する。

以下の説明において、第１基板１から第２基板２に向かう方向を上方、第２基板２から第１基板１に向かう方向を下方とする。このため、第３方向Ｚはここで言う上方である。また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

図２は、図１に示した液晶表示パネルＰＮＬと光学素子１０とを示す断面図である。
図２に示すように、液晶表示パネルＰＮＬは、液晶層３を備えている。第１基板１は、透明な絶縁性の基板として、例えばガラス基板４ａを備えている。第２基板２は、透明な絶縁性の基板として、例えばガラス基板４ｂを備えている。第１基板１と第２基板２との間の隙間はスペーサ５により保持されている。第１基板１及び第２基板２は、非表示エリアＮＤＡに配置されたシール材６により接合されている。液晶層３は、第１基板１、第２基板２及びシール材６で囲まれた空間に形成されている。
光学素子１０は、液晶表示パネルＰＮＬの外側に位置し、ガラス基板４ｂに貼り付けられている。光学素子１０は、少なくとも表示エリアＤＡの全体と対向している。光学素子１０は、少なくとも偏光板を含んでいる。

図３は、図１及び図２に示した第１基板１の構成を示す平面図である。
図３に示すように、表示エリアＤＡにおいて、ガラス基板４ａ上にはマトリクス状に配置された複数の単位画素ＵＰＸが形成されている。単位画素ＵＰＸは、第１方向Ｘにｍ個並べられ、第２方向Ｙにｎ個並べられている。

各単位画素ＵＰＸは、複数の画素ＰＸを備えている。ここでは、各単位画素ＵＰＸは、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄを備えている。第２画素ＰＸｂは、第１画素ＰＸａに第２方向Ｙに隣合って位置している。第３画素ＰＸｃは、第１画素ＰＸａに第１方向Ｘに隣合って位置している。第４画素ＰＸｄは、第２画素ＰＸｂに第１方向Ｘに隣合い第３画素ＰＸｃに第２方向Ｙに隣合って位置している。

ここで、単位画素ＵＰＸの単位ではなく画素ＰＸの単位に注目すると、複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘに２×ｍ個並べられ、第２方向Ｙに２×ｎ個並べられている。奇数行において、第１画素ＰＸａ及び第３画素ＰＸｃが交互に順に並べられている。偶数行において、第２画素ＰＸｂ及び第４画素ＰＸｄが交互に順に並べられている。奇数列において、第１画素ＰＸａ及び第２画素ＰＸｂが交互に順に並べられている。偶数列において、第３画素ＰＸｃ及び第４画素ＰＸｄが交互に順に並べられている。
なお、上記単位画素ＵＰＸを絵素と言い換えることができる。又は、単位画素ＵＰＸを画素と言い換えることができ、この場合、上記画素ＰＸを副画素と言い換えることができる。

表示エリアＤＡの外側において、ガラス基板４ａの上方に、駆動回路９及びアウタリードボンディング（outer lead bonding）のパッド群（以下、ＯＬＢパッド群と称する）ｐＧが形成されている。本実施形態において、駆動回路９は、走査線駆動回路として利用される。

表示エリアＤＡにおいて、ガラス基板４ａの上方には、複数本（２×ｎ本）の走査線１５及び複数本（２×ｍ本）の信号線１７が配置されている。信号線１７は、駆動部３００に接続されている。信号線１７は、第２方向Ｙに延在し第１方向Ｘに互いに間隔を置いて設けられている。信号線１７は、それぞれ一列の複数の画素ＰＸに電気的に接続されている。走査線１５は、駆動回路９に接続されている。走査線１５は、第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに互いに間隔を置いて設けられている。走査線１５は、それぞれ一行の複数の画素ＰＸに電気的に接続されている。

次に、単位画素ＵＰＸを１つ取り出して説明する。図４は、図３に示した単位画素ＵＰＸを示す等価回路である。
図４に示すように、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、互いに異なる色の画像を表示するように構成された画素である。この実施形態において、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）及び白色（Ｗ）の画像を表示するように構成された画素である。単位画素ＵＰＸは、４色の正方形の画素が正方配列化される、いわゆるＲＧＢＷ正方画素で構成されている。

第１画素ＰＸａは、緑色（Ｇ）の画素であり、第１画素電極２３ａと、第１スイッチング素子１２ａと、を有している。この実施形態において、第１スイッチング素子１２ａは、薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）で形成されている。第１スイッチング素子１２ａは、走査線１５と、信号線１７と、第１画素電極２３ａと、電気的に接続している。この構成は、後述する第２乃至第４スイッチング素子１２ｂ乃至１２ｄにおいても同様である。

第２画素ＰＸｂは、青色（Ｂ）の画素であり、第２画素電極２３ｂと、第２スイッチング素子１２ｂと、を有している。第２画素ＰＸｂは、第１画素ＰＸａとともに同一の信号線１７に接続されている。

第３画素ＰＸｃは、赤色（Ｒ）の画素であり、第３画素電極２３ｃと、第３スイッチング素子１２ｃと、を有している。第３画素ＰＸｃは、第１画素ＰＸａとともに同一の走査線１５に接続されている。

第４画素ＰＸｄは、白色（Ｗ）の画素であり、第４画素電極２３ｄと、第４スイッチング素子１２ｄと、を有している。第４画素ＰＸｄは、第２画素ＰＸｂとともに同一の走査線１５に接続され、第３画素ＰＸｃとともに同一の信号線１７に接続されている。

図５は、液晶表示パネルＰＮＬの構成を示す平面図であり、４個の単位画素ＵＰＸの複数の画素電極ＰＥと積層体２０とを取り出して示す図である。
図５に示すように、第１基板１は、積層体２０をさらに備えている。積層体２０は、複数の画素電極２３の間にできる隙間と対向する第１エリアＡ１に設けられている。積層体２０は、複数の画素電極２３の隙間に沿った形状を有している。本実施形態において、積層体２０は、第１エリアＡ１と、画素電極２３と対向する第２エリアＡ２とに設けられている。積層体２０は、格子状に形成されている。又は、積層体２０は、複数の開口２０ａを有した単個の層で形成されている。各々の上記開口２０ａは、対応する画素電極２３を対応するスイッチング素子１２に接続するために用いられる。
このため、複数の画素電極２３は、積層体２０と対向する領域において隙間を置いて隣合っている。

積層体２０は、光反射層ＲＥ及び透明導電体層ＴＲが積層して形成されている。Ｘ−Ｙ平面視において、光反射層ＲＥ及び透明導電体層ＴＲは、画素電極２３の隙間において重畳している。本実施形態において、Ｘ−Ｙ平面視において、光反射層ＲＥ及び透明導電体層ＴＲは、同一のサイズ及び同一の形状を有し、完全に重なっている。光反射層ＲＥは、少なくとも光反射性を有しているが、さらに導電性を有していてもよい。本実施形態において、光反射層ＲＥは、金属として、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）で形成されている。このため、本実施形態の光反射層ＲＥは、光反射性及び導電性の両方を有している。また、ここでは、光反射層ＲＥは定電位に維持されているが、これに限定されるものではなく、例えば、光反射層ＲＥは電気的にフローティング状態となっていてもよい。透明導電体層ＴＲは、インジウム錫酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、（indium zinc oxide：ＩＺＯ）等の透明な導電材料を利用して形成されている。本実施形態において、透明導電体層ＴＲはＩＴＯで形成されている。なお、光反射層ＲＥが導電性を有している場合、透明導電体層ＴＲは光反射層ＲＥと同電位となる。

なお、Ｘ−Ｙ平面視において、積層体２０は、少なくとも第１エリアＡ１のみに配置されていればよく、第２エリアＡ２に配置しなくともよい。但し、積層体２０は、第１エリアＡ１だけではなく、第２エリアＡ２まで拡張して形成されていてもよい。これにより、画素電極２３の隙間からスイッチング素子１２側への光漏れを、一層、抑制することができる。さらに、積層体２０を第２エリアＡ２まで拡張させる際、保持容量を形成する観点から、積層体２０と画素電極２３とが対向する面積は大きい方が望ましい。例えば、本実施形態のように、画素電極２３が上記開口２０ａを除く第２エリアＡ２の全体にて積層体２０と対向し、導電性を有する積層体２０を定電位に維持することにより、画素電極２３と積層体２０とが形成する保持容量の容量値を大きくすることができる。

また、Ｘ−Ｙ平面視において、積層体２０は、単個の層で形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ−Ｙ平面視において、積層体２０は、間隔を置いて設けられた複数の積層部を有していてもよい。例えば、積層体２０は、複数に分割して設けられていてもよい。この場合、各々の積層部が、定電位に維持されていてもよく、電気的にフローティング状態となっていてもよい。

図６は、図５の液晶表示パネルＰＮＬを線ＶＩ−ＶＩに沿って示す断面図である。
図６に示すように、ガラス基板４ａ上には第１絶縁膜１１が形成されている。第１絶縁膜１１の上方に、複数のスイッチング素子１２（１２ａ乃至１２ｄ）が形成されている。詳しくは、第１絶縁膜１１上に複数の半導体層１３が形成されている。第１絶縁膜１１及び半導体層１３上に、第２絶縁膜１４が形成されている。第２絶縁膜１４上には、上記複数の走査線１５が形成されている。走査線１５は、半導体層１３の第１領域（チャネル領域）と対向した複数の第１電極（ゲート電極）１５ａを有している。第２絶縁膜１４及び走査線１５（第１電極１５ａ）上に、第３絶縁膜１６が形成されている。

第３絶縁膜１６上に、上記複数の信号線１７、複数の第２電極１８ａ及び複数の第３電極１８ｂが形成されている。信号線１７、第２電極１８ａ及び第３電極１８ｂは、同一材料を利用し、同時に形成されている。信号線１７は、第２電極１８ａと一体に形成されている。第２電極１８ａは、第２絶縁膜１４及び第３絶縁膜１６に形成されたコンタクトホールを通り半導体層１３の第２領域にコンタクトしている。第３電極１８ｂは、第２絶縁膜１４及び第３絶縁膜１６に形成された他のコンタクトホールを通り半導体層１３の第３領域にコンタクトしている。なお、第２及び第３領域の一方がソース領域として機能し、第２及び第３領域の他方がドレイン領域として機能する。上記のように、スイッチング素子１２が形成されている。

第３絶縁膜１６、信号線１７、第２電極１８ａ及び第３電極１８ｂ上に、第４絶縁膜１９が形成されている。第４絶縁膜１９上に、積層体２０及び複数の接続部２１が形成されている。積層体２０において、光反射層ＲＥが下層側に位置し、透明導電体層ＴＲが上層側に位置している。言い換えると、光反射層ＲＥの底面は第４絶縁膜１９に接触し、透明導電体層ＴＲの上面は第５絶縁膜２２に接触している。接続部２１は、積層体２０の開口２０ａの内部に位置し、積層体２０に間隔を置いて設けられ、積層体２０に電気的に絶縁されている。接続部２１は、第４絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを通り第３電極１８ｂにコンタクトしている。積層体２０及び接続部２１は、同一材料を利用し、同時に形成され得る。本実施形態において、積層体２０及び接続部２１は、何れもＭｏＷを利用した下層と、ＩＴＯを利用した上層と、が積層して形成されている。

第４絶縁膜１９、積層体２０及び接続部２１上には、第５絶縁膜２２が形成されている。第５絶縁膜２２は、積層体２０などに接している。第５絶縁膜２２は、積層体２０及び接続部２１の一群と、第１画素電極２３ａ及び第２画素電極２３ｂを含む画素電極群との間に設けられている。第５絶縁膜２２は、単一の絶縁層又は２層以上に積層された複数の絶縁層で形成されている。本実施形態において、第５絶縁膜２２は、窒化シリコン（ＳｉＮ）を利用した単一の絶縁層で形成されている。

第５絶縁膜２２上に、第１画素電極２３ａ、第２画素電極２３ｂなどの複数の画素電極２３が形成されている。画素電極２３は、第５絶縁膜２２に形成されたコンタクトホールを通り対応する接続部２１にコンタクトしている。例えば、第１画素電極２３ａは第１スイッチング素子１２ａの半導体層１３（第１半導体層）に電気的に接続され、第２画素電極２３ｂは第２スイッチング素子１２ｂの半導体層１３（第２半導体層）に電気的に接続されている。

画素電極２３は、光反射導電層２４で形成されている。又は、画素電極２３は、光反射導電層２４と透明導電層２５との積層体で形成されている。光反射導電層２４は、アルミニウム（aluminum：Ａｌ）、Ａｌ合金等の金属材料を利用して形成することができる。透明導電層２５は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明な導電材料を利用して形成することができる。

この実施形態において、画素電極２３は、光反射導電層２４と透明導電層２５との積層体で形成された光反射型の画素電極である。液晶表示パネルＰＮＬは光反射型の液晶表示パネルである。画素電極２３は、光反射性を有し、液晶層３（表示面）側から入射される光を液晶層３側に反射することができる。

例えば、透明導電層２５は画素電極２３の最上層に位置している。本実施形態において、透明導電層２５のサイズは光反射導電層２４のサイズより大きく、透明導電層２５は、光反射導電層２４の上面及び側面を完全に覆っている。但し、光反射導電層２４及び透明導電層２５のサイズについては、本実施形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、透明導電層２５のサイズは光反射導電層２４のサイズと同一であり、透明導電層２５は光反射導電層２４に完全に重なって形成されていてもよい。

第５絶縁膜２２及び画素電極２３上には、配向膜２６が設けられている。配向膜２６は液晶層３に接している。この実施形態において、配向膜２６は、水平配向膜であり、配向処理方向を有している。これにより、配向膜２６は、液晶層３の液晶分子を初期配向させることができる。
上記のように、第１基板１が形成されている。

一方、第２基板２は、ガラス基板４ｂの他に、カラーフィルタ３０、オーバーコート膜４１、対向電極（共通電極）４２及び配向膜４３を備えている。
カラーフィルタ３０は、ガラス基板４ｂの第１基板１に対向する面の下方に形成されている。ここでは、カラーフィルタ３０は、ガラス基板４ｂの下に形成されている。カラーフィルタ３０は、表示エリアＤＡに位置した複数色の層を有している。本実施形態において、カラーフィルタ３０は、第１色層３１及び第３色層３３を有している他、後述する第２色層３２及び第４色層３４を有している。

第１色層３１は、青色に着色された樹脂材料を利用した青色層であり、第２画素ＰＸｂを形成している。第２色層３２は、赤色に着色された樹脂材料を利用した赤色層であり、第３画素ＰＸｃを形成している。第３色層３３は、緑色に着色された樹脂材料を利用した緑色層であり、第１画素ＰＸａを形成している。第４色層３４は、白色層あるいは実質的に透明な層であり、第４画素ＰＸｄを形成している。ここで、「実質的に透明」とは、無着色である場合に加えて、可視光におけるいずれかの色に薄く着色された場合も包含する。なお、カラーフィルタ３０は、第４色層３４無しに形成されていてもよい。上記の複数の色層のうち、互いに隣合う色層の側面同士は接している。
なお、本実施形態の第２基板２は、ブラックマトリクスと称される遮光層無しに形成されている。上記遮光層とは、表示エリアＤＡに位置し、色層の境界に沿って延在するものである。このため、本実施形態では、画素ＰＸの開口率の低下を抑制することができる。

オーバーコート膜４１は、カラーフィルタ３０の下に形成され、カラーフィルタ３０を覆っている。オーバーコート膜４１は、透明な絶縁材料として、例えば透明なアクリル系樹脂材料によって形成されている。オーバーコート膜４１は、第２基板２の第１基板１と対向する側の面の凹凸を低減する機能を有している。なお、オーバーコート膜４１は必要に応じて設けられていればよい。

対向電極４２及び配向膜４３は、オーバーコート膜４１の下に順に設けられている。対向電極４２は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明な導電材料を利用して形成されている。配向膜４３は液晶層３に接している。配向膜４３は、水平配向膜であり、配向処理方向を有している。これにより、配向膜４３は、液晶層３の液晶分子を初期配向させることができる。
上記のように、第２基板２が形成されている。

液晶層３は、第１基板１と第２基板２との間に保持されている。本実施形態において、液晶層３は、ポジ型の液晶材料で形成されている。液晶表示パネルＰＮＬは、ＴＮ方式を採用している。

次に、カラーフィルタ３０の構成について説明する。
図７は、液晶表示パネルＰＮＬの構成を示す他の平面図であり、４個の単位画素ＵＰＸの複数の画素電極２３とカラーフィルタ３０とを取り出して示す図である。図７において、第１色層３１と第２色層３２とには斜線を付している。
図７に示すように、奇数行において、第３色層３３及び第２色層３２が交互に順に並べられている。偶数行において、第１色層３１及び第４色層３４が交互に順に並べられている。奇数列において、第３色層３３及び第１色層３１が交互に順に並べられている。偶数列において、第２色層３２及び第４色層３４が交互に順に並べられている。

第３色層３３は、第１画素電極２３ａと対向する第２エリアＡ２内に形成されている。ここでは、第３色層３３は、第１画素電極２３ａ（透明導電層２５）の全域と対向している。
第４色層３４は、第４画素電極２３ｄと対向する第２エリアＡ２内に形成されている。ここでは、第４色層３４は、第４画素電極２３ｄ（透明導電層２５）の全域と対向している。

第２色層３２は、第３画素電極２３ｃと対向する第２エリアＡ２内に形成され、さらに、この第２エリアＡ２を取り囲む第１エリアＡ１まで拡張して形成されている。第２色層３２の側縁は、隣合う第３色層３３の側縁や隣合う第４色層３４の側縁に接している。
第１色層３１は、第２画素電極２３ｂと対向する第２エリアＡ２内に形成され、さらに、この第２エリアＡ２を取り囲む第１エリアＡ１まで拡張して形成されている。第１色層３１の側縁は、隣合う第３色層３３の側縁や隣合う第４色層３４の側縁に接している。なお、第１エリアＡ１において、第１色層３１は第２色層３２に部分的に重なってもよい。

上記のことから分かるように、カラーフィルタ３０のうち、第１エリアＡ１に存在している色層は、第１色層３１及び第２色層３２のみである。言い換えると、第１色層３１及び第２色層３２のみが第１エリアＡ１に存在するように、各々の色層を配置している。
例えば、第１エリアＡ１のうち第１画素電極２３ａと第２画素電極２３ｂとの間のエリアには第１色層３１又は第２色層３２が対向し、この第１色層３１又は第２色層３２は第１画素電極２３ａと第２画素電極２３ｂとの何れか一方と対向している。本実施形態において、第１画素電極２３ａと第２画素電極２３ｂとの間の上記エリアには第１色層３１が対向し、この第１色層３１は第２画素電極２３ｂとも対向している。

第１色層３１及び第２色層３２の視感度は、第３色層３３及び第４色層３４の視感度より低い。このため、本実施形態は、第１エリアＡ１に第３色層３３や第４色層３４を配置する場合と比較して、第１エリアＡ１から漏れる光を、使用者に感じさせ難くすることができる。このため、使用者が画像を不所望に明るく感じてしまう事態を低減することができる。

次に、反射光の干渉効果について説明する。
図８は、図７に示した光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２を部分的に拡大して示す断面図であり、光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２による光の干渉効果を説明するための図である。

図８に示すように、第１基板１は、第１エリアＡ１において、光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２の積層構造を有している。光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２は、液晶層３側から入射される光を調整した調整光を液晶層３側に反射する。上記調整光は、上記第１波長領域と上記第２波長領域との間の調整波長領域内に光反射率ピークを示す反射光スペクトルをもっている。

反射光の干渉現象は、第５絶縁膜２２の表面で反射した第１反射光Ｌ１と、第５絶縁膜２２に侵入し透明導電体層ＴＲの表面で反射され第５絶縁膜２２の表面から出射した第２反射光Ｌ２と、第５絶縁膜２２及び透明導電体層ＴＲに侵入し光反射層ＲＥの表面で反射され第５絶縁膜２２の表面から出射した第３反射光Ｌ３と、が互いに干渉を起こすことにより発生する。このため、反射光スペクトルにおいて、第１反射光Ｌ１と第２反射光Ｌ２と第３反射光Ｌ３との位相が一致すると反射光強度が高くなり、上記位相がずれると反射光強度が低くなる性質を利用している。これにより、上記調整光の光反射率ピークを上記第１波長領域と上記第２波長領域との間にシフトさせることができる。

透明導電体層ＴＲは、厚みＴ１を有している。第５絶縁膜２２は、厚みＴ２を有している。
第３色層３３及び第４色層３４より、第１色層３１及び第２色層３２の方が、上記のような反射光スペクトルをもつ調整光を多く吸収する。調整光を第１色層３１又は第２色層３２を通すことで、第１エリアＡ１から漏れる光の量を減少させることができる。

次に、カラーフィルタ３０のスペクトル特性について説明する。
図９は、カラーフィルタ３０の第１色層３１、及び第２色層３２のそれぞれの透過光スペクトルをグラフで示す図である。なお、図９は、透過光スペクトルを例示したものである。各々の色層の透過光スペクトルは、図９に示す例に限定されるものではなく、種々変形可能である。

図９に示すように、第１色層３１、及び第２色層３２は、可視光のうち特定の波長域を通過させ特定の波長域を阻止する。本明細書では、一例として、３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの波長範囲の光を「可視光」として定義する。
第１色層３１は、第１波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルＳ１をもっている。この実施形態において、第１波長領域は３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である。

第２色層３２は、第１波長領域より長波長側である第２波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルＳ２をもっている。この実施形態において、第２波長領域は５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下である。
この実施形態において、調整波長領域は４９０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満である。この値は透過光スペクトルＳ１の光透過率ピークとも透過光スペクトルＳ２の光透過率ピークとも異なる領域である。調整波長領域をこの値に定めることにより、調整光は、透過光スペクトルＳ１及びＳ２の光透過率ピークと一致する領域では弱められ、透過光スペクトルＳ１及びＳ２の光透過率ピークと離れた領域で強められる。従って、調整光は、第１色層３１、又は第２色層３２により、大幅に強度が抑えられる。
なお、各々の色層の透過光スペクトルは、複数の光透過率ピークを有していてもよい。複数の光透過率ピークとして、副ピークと、副ピークより透過光強度の高い主ピークとに分類される場合、主ピークが上記波長領域内に示すものであればよい。

ここで、光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２の積層構造は、上記のような反射光スペクトルをもつ調整光をつくるように設計されている。そこで、例えば、透明導電体層ＴＲの厚みＴ１及び第５絶縁膜２２の厚みＴ２が調整される。厚みＴ１，Ｔ２は、特定されるものではなく、どのような値であってもよい。ここで、第５絶縁膜２２の厚みＴ２は、積層体２０と画素電極２３との間で生じる保持容量を適切にするべく、１７０〜１９０［ｎｍ］であることが望ましい。第５絶縁膜２２の厚みＴ２が定められている場合であっても、透明導電体層ＴＲの厚みＴ１を調節することにより、波長領域を４９０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満など、望ましい値にすることができる。本実施形態の場合、透明導電体層がＩＴＯであれば、厚さを４０〜６０［ｎｍ］に調節することにより、調整波長領域を４９０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満にすることができる。

また、上記調整光をつくる手段は、上記光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２の積層構造に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、第５絶縁膜２２は、ＳｉＮ以外の材料を利用した単一の絶縁層で形成されていてもよい。又は、第５絶縁膜２２は、２層以上に積層された複数の絶縁層で形成されていてもよい。又は、上記積層構造に、光反射層ＲＥと透明導電体層ＴＲとの間に介在され干渉効果を有する他の絶縁膜を付加してもよい。

ここで、本願発明者らは、光反射層、透明導電体層及び第５絶縁膜を有する積層構造のいくつかのサンプルを用い、反射光スペクトル特性を調査した。図１０は、光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２を有する積層構造のサンプル１から９までのそれぞれの透明導電体層ＴＲの厚みＴ１及び第５絶縁膜２２の厚みＴ２を表で示す図である。

図１０に示すように、ここで用いたサンプルは、サンプル１からサンプル９までの９個のサンプルである。透明導電体層ＴＲの厚みＴ１は、各サンプル１〜３で２０ｎｍ、各サンプル４〜６で４０ｎｍ、各サンプル７〜９で６０ｎｍ、である。第５絶縁膜２２の厚みＴ２は、各サンプル１，４，７で１５０ｎｍ、各サンプル２，５，８で１７０ｎｍ、各サンプル３，６，９で１９０ｎｍ、である。
なお、各サンプル１〜９において、光反射層ＲＥはＭｏＷで形成され、透明導電体層ＴＲは、ＩＴＯで形成され、第５絶縁膜２２はＳｉＮで形成されている。各サンプル１〜９において、透明導電体層ＴＲの屈折率は同一であり、１．７以上１．９以下の範囲内から選定されている。また、各サンプル１〜９において、第５絶縁膜２２の屈折率は同一であり、１．８以上１．９以下の範囲内から選定されている。

図１１は、上記サンプル１から９までのそれぞれの反射光スペクトルをグラフで示す図である。図１１には、上記サンプル１〜９から出射される反射光（調整光）のスペクトルだけではなく、アルミニウム層で反射した光の強度も示している。アルミニウム層は、アルミニウムからなる単一の層である。上記サンプル１〜９と、上記アルミニウム層とには、同一の条件にて光を照射し、反射光強度を測定した。なお、反射光強度は、アルミニウム層で反射した光の強度を１００として規格化を行い、上記サンプル１〜９の反射光の強度の算出を行った。

図１１から分かるように、少なくとも、４００〜７００ｎｍの波長域にて、アルミニウム層を利用した場合の反射光の強度に比べて、上記サンプル１〜９のそれぞれを使用した場合の反射光の強度の方が小さい結果が得られた。また、上記サンプル１〜９のうち、上記サンプル６，８，９のそれぞれの反射光は、調整波長領域内（４９０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満）に光反射率ピークを示す反射光スペクトルをもっていることが分かった。このため、液晶表示装置ＤＳＰは、上記サンプル１〜９のうち、上記サンプル６，８，９の積層構造を採用した方が望ましい。

上記のように構成された一実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰによれば、液晶表示装置ＤＳＰは、第１基板１と、カラーフィルタ３０を有する第２基板２と、液晶層３と、を備えている。カラーフィルタ３０は、少なくとも、第１波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルＳ１をもつ第１色層３１と、第２波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルＳ２をもつ第２色層３２と、を有している。
第２基板２は、表示エリアＤＡ内に遮光層を有していない。画素ＰＸの開口率の低下を抑制することができるため、光反射率の低下を抑制することができ、表示画像の輝度レベルの低下を抑制することができる。

光反射層ＲＥと対向する領域において、画素電極２３は隙間を置いて隣合っている。光反射層ＲＥは、画素電極２３の隙間からスイッチング素子１２（半導体層１３）側への光漏れを抑制することができるため、半導体層１３におけるリーク電流の発生を抑制することができる。

第１基板１は、第１画素電極２３ａ及び第２画素電極２３ｂを含む画素電極群と光反射層ＲＥとの間に設けられた透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２（絶縁層）をさらに有している。平面視にて、複数の画素電極２３の隙間と、第１色層３１又は第２色層３２と光反射層ＲＥと、透明導電体層ＴＲと、第５絶縁膜２２とが重畳している。光反射層ＲＥ、透明導電体層ＴＲ及び第５絶縁膜２２は、液晶層３側から入射される光を調整した調整光を液晶層３側に反射する。上記調整光は、第１波長領域と第２波長領域との間の調整波長領域内に光反射率ピークを示す反射光スペクトルをもつことができる。上記調整光は、第１エリアＡ１に配置される第１色層３１及び第２色層３２により吸収されるため、第１エリアＡ１から漏れる光の量を減少させることができる。
例えば、エッジリバースなどの液晶分子の配向不良に伴う光漏れが第１エリアＡ１に生じても、第１エリアＡ１における光量を減少させることができる。このため、光反射率の低下を抑制しつつ、コントラスト特性の低下を抑制することができる。
上記のことから、表示品位に優れた液晶表示装置ＤＳＰを得ることができる。

本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、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。上記新規な実施形態は、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。上記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。

例えば、画素電極２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）の形状は、正方形に限定されるものではなく、種々変形可能であり、長方形であってもよい。画素電極２３の形状は、矩形状以外の形状であってもよい。これらの場合であっても、上述した実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

単位画素ＵＰＸは、ＲＧＢＷ正方画素に限らず、種々変形可能である。例えば、単位画素ＵＰＸは、ＲＧＢＷの４個の長方形の画素（画素電極）がストライプ状に配列される、いわゆるＲＧＢＷ縦ストライプ画素で構成されていてもよい。
また、単位画素ＵＰＸは、一般的な３原色であるＲＧＢの３個の長方形の画素（画素電極）がストライプ状に配列される、いわゆるＲＧＢ縦ストライプ画素で構成されていてもよい。
単位画素ＵＰＸは、さらに、黄色画素や、白色画素及び黄色画素の両方を備えた４色以上の画素で構成されていてもよい。
またさらに、単位画素ＵＰＸは、赤色画素、緑色画素及び青色画素の替わりに、黄色画素、シアン画素及びマゼンダ画素を利用してもよい。

上述した実施形態では、液晶表示パネルＰＮＬは、ＴＮ（Twisted Nematic）方式を採用している。しかしながら、これに限定されるものではなく、液晶表示パネルは、ＴＮ方式以外の表示方式を採用してもよい。例えば、液晶表示パネルは、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するＩＰＳ（In-Plane Switching）方式を採用していてもよい。
上述した実施形態は、上述した液晶表示装置に限定されるものではなく、各種の液晶表示装置に適用可能である。

ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…液晶表示パネル、１…第１基板、２…第２基板、３…液晶層、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…スイッチング素子、１３…半導体層、２０…積層体、ＲＥ…光反射層、ＴＲ…透明導電体層、２２…絶縁膜、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…画素電極、３０…カラーフィルタ、３１…第１色層、３２…第２色層、３３…第３色層、３４…第４色層、ＵＰＸ…単位画素、ＰＸ，ＰＸａ，ＰＸｂ，ＰＸｃ，ＰＸｄ，…画素、ＤＡ…表示エリア、ＮＤＡ…非表示エリア、Ａ１…第１エリア、Ａ２…第２エリア、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…透過光スペクトル。

Claims (6)

1. 第１基板と、前記第１基板に対向配置されカラーフィルタを有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、を備え、
   前記第１基板は、
   光反射層と、
   前記反射層上に設けられた透明導電体層と、
   前記透明導電体層上に設けられた絶縁層と、
   前記光反射層より前記液晶層側に設けられた第１画素電極と、前記第１画素電極に隙間を置いて隣合う第２画素電極と、を有し、
   前記カラーフィルタは、
   第１波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第１色層と、
   前記第１波長領域より長波長側である第２波長領域内に光透過率ピークを示す透過光スペクトルをもつ第２色層と、を有し、
   前記隙間と、前記第１色層又は第２色層と、前記光反射層と、前記透明導電体層と、前記絶縁層とが重畳している
   液晶表示装置。
2. 前記光反射層、前記透明導電体層及び前記絶縁層は、前記液晶層側から入射される光を調整した調整光を前記液晶層側に反射し、
   前記調整光は、前記第１波長領域と前記第２波長領域との間の調整波長領域内に光反射率ピークを示す反射光スペクトルをもっている、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１波長領域は、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満であり、
   前記第２波長領域は、５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下である、
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記絶縁層は、窒化シリコンで形成されている、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記光反射層は、金属で形成されている、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記光反射層は、前記第１画素電極及び前記第２画素電極と対向し、定電位に維持される、
   請求項５に記載の液晶表示装置。

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