显示装置以及滤色器基板

文档序号:1220198 发布日期:2020-09-04 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 显示装置以及滤色器基板 (Display device and color filter substrate ) 是由 前出优次 于 2018-12-25 设计创作,主要内容包括:本实施方式的目的在于,提供一种能够改善显示品质的显示装置以及滤色器基板。本实施方式的显示装置具备:第一基板,具备第一取向膜;第二基板,具备第二取向膜;以及液晶层,设于所述第一基板及所述第二基板之间,所述第一基板具备第一像素电极和第二像素电极,所述第二基板具备:绝缘基板,具有第一面;第一着色层,与所述第一像素电极对置,并与所述第一面相接;以及透明树脂层,设于所述第一着色层与所述第二取向膜之间,所述透明树脂层具有与所述第二像素电极对置的凹部,所述第二取向膜与所述凹部相接。(An object of the present embodiment is to provide a display device and a color filter substrate capable of improving display quality. The display device of the present embodiment includes: a first substrate provided with a first alignment film; a second substrate provided with a second alignment film; and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, the first substrate including a first pixel electrode and a second pixel electrode, the second substrate including: an insulating substrate having a first surface; a first coloring layer facing the first pixel electrode and contacting the first surface; and a transparent resin layer provided between the first coloring layer and the second alignment film, the transparent resin layer having a recess facing the second pixel electrode, the second alignment film being in contact with the recess.)

显示装置以及滤色器基板

技术领域

本发明的实施方式涉及显示装置以及滤色器基板。

背景技术

近年来,对用于提高显示装置的显示品质的技术进行了各种研究。在一个例子中,公开有覆盖红色、绿色以及蓝色的各滤色器的外涂层的表面被平坦化而外涂层兼具作为白色滤色器的功能的技术。在其他例子中,公开有在白色像素中层叠有外涂层与白色滤色器而一体地形成白色滤色器与构造体的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-104182号公报

专利文献2:日本特开2016-71148号公报

发明内容

发明要解决的课题

本实施方式的目的在于,提供一种能够改善显示品质的显示装置以及滤色器基板。

用来解决课题的手段

根据本实施方式,提供一种显示装置,具备:

第一基板,具备第一取向膜;

第二基板,具备第二取向膜;以及

液晶层,设于所述第一基板以及所述第二基板之间,

所述第一基板具备第一像素电极和第二像素电极,

所述第二基板具备:

绝缘基板,具有第一面;

第一着色层,与所述第一像素电极对置,并与所述第一面相接;以及

透明树脂层,设于所述第一着色层与所述第二取向膜之间,

所述透明树脂层具有凹部,该凹部与所述第二像素电极对置,

所述第二取向膜与所述凹部相接。

根据本实施方式,提供一种滤色器基板,具备:

绝缘基板;

遮光部,以矩阵状形成多个开口部;

滤色器层,包括红色滤色器、蓝色滤色器及绿色滤色器;以及

外涂层,其中,在该滤色器基板中,

所述多个开口部包括第一开口部以及第二开口部,

所述滤色器层的某一种颜色的滤色器位于所述第一开口部,

所述外涂层具有第一面和与所述第一面相反的第二面,该第一面在所述第一开口部中与所述滤色器层相接,在所述第二开口部中与所述绝缘基板相接,

所述第一开口部中的从所述绝缘基板到所述第二面的第一距离比所述第二开口部中的从所述绝缘基板到所述第二面的第二距离大。

发明效果

根据本实施方式,能够提供可以改善显示品质的显示装置以及滤色器基板。

附图说明

图1是表示本实施方式的显示装置DSP的外观的俯视图。

图2是表示像素PX的基本构成以及等效电路的图。

图3是表示像素布局的一个例子的俯视图。

图4是表示与图3所示的像素布局对应的遮光层BM的俯视图。

图5是表示显示面板PNL的构成的剖面图。

图6是表示图3所示的像素的一个例子的俯视图。

图7是沿着图6所示的A-B线的第一基板SUB1的剖面图。

图8是沿着图6所示的C-D线的显示面板PNL的剖面图。

图9是沿着图4所示的E-F线的显示面板PNL的剖面图。

图10是沿着图4所示的G-H线的显示面板PNL的剖面图。

图11是用于说明实施例1至3的图。

图12A是表示白色像素PW中的液晶层LC的光谱透射率(日文:分光透過率)的图。

图12B是表示图8所示的照明装置IL对第一基板SUB1进行照明的照明光(白色光)的第一光谱强度(日文:分光強度)的一个例子的图。

图13A是放大地示出第二光谱强度中的蓝色波长区域的图。

图13B是放大地示出第二光谱强度中的绿色波长区域的图。

图13C是放大地示出第二光谱强度中的红色波长区域的图。

图14是表示单元间隙d与第二色度的关系的一个例子的图。

图15是表示本实施方式的其他构成例的剖面图。

图16是表示图15所示的与遮光部B31及B32相接的滤色器CFB的厚度分布的图。

图17是表示遮光部B31及B32、滤色器CFB、以及外涂层OC的厚度分布的图。

图18是表示与其他像素布局对应的遮光层BM的俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本实施方式进行说明。另外,公开只不过是一个例子,本领域技术人员针对保持发明的主旨的适当变更能够容易想到的内容当然也包含在本发明的范围内。另外,为了使说明更加明确,与实际的方式相比,附图有时示意地表示各部的宽度、厚度、形状等,但只不过是一个例子,并不限定本发明的解释。另外,在本说明书与各图中,对发挥与关于已有的图进行过说明的构成要素相同或者类似的功能的构成要素标注相同的参照附图标记,并适当省略重复的详细说明。

图1是表示本实施方式的显示装置DSP的外观的俯视图。在一个例子中,第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z相互正交,但也可以以90度以外的角度交叉。第一方向X以及第二方向Y相当于与构成显示装置DSP的基板的主面平行的方向,第三方向Z相当于显示装置DSP的厚度方向。在本说明书中,将表示第三方向Z的箭头的前端侧的位置称作上,将与箭头的前端相反侧的位置称作下。另外,假设在表示第三方向Z的箭头的前端侧存在观察显示装置DSP的观察位置,将从该观察位置朝向由第一方向X以及第二方向Y规定的X-Y平面观察称作俯视。另外,在图1中,将相对于第二方向Y逆时针以锐角交叉的方向定义为方向D1,将相对于第二方向Y顺时针以锐角交叉的方向定义为方向D2。另外,第二方向Y与方向D1所成的角度θ1和第二方向Y与方向D2所成的角度θ2大致相同。

这里,示出了X-Y平面中的显示装置DSP的俯视图。显示装置DSP具备显示面板PNL、柔性印刷电路基板1、以及IC芯片2。

显示面板PNL是液晶显示面板,具备第一基板SUB1、第二基板SUB2、后述的液晶层LC、密封件SE、以及遮光层LS。显示面板PNL具备显示图像的显示部DA、以及包围显示部DA的边框状的非显示部NDA。第二基板SUB2与第一基板SUB1对置。第一基板SUB1具有比第二基板SUB2更向第二方向Y延伸的安装部MA。

密封件SE位于非显示部NDA,粘接第一基板SUB1与第二基板SUB2,并且密封液晶层LC。遮光层LS位于非显示部NDA。在俯视时,密封件SE设于与遮光层LS重叠的位置。在图1中,在配置有密封件SE的区域与配置有遮光层LS的区域中用相互不同的斜线来表示,密封件SE与遮光层LS重叠的区域用交叉影线表示。遮光层LS设于第二基板SUB2。

显示部DA位于被遮光层LS包围的内侧。显示部DA具备在第一方向X(列方向)以及第二方向Y(行方向)上以矩阵状(矩阵状)配置的多个像素PX。在图示的例子中,沿着第二方向Y且位于第奇数行的像素PX沿方向D1延伸。另外,沿着第二方向Y且位于第偶数行的像素PX沿着方向D2延伸。另外,这里的像素PX表示能够根据像素信号分开地控制的最小单位,有时称作副像素。另外,有时将用于实现彩色显示的最小单位称作主像素MP。主像素MP具备显示相互不同的颜色的多个副像素PX而构成。在一个例子中,主像素MP具备显示红色的红色像素、显示绿色的绿色像素、显示蓝色的蓝色像素以及显示白色的白色像素而作为副像素PX。

显示部DA具有沿着第一方向X延伸的一对缘部E1及E2、沿着第二方向Y延伸的一对缘部E3及E4、以及四个圆形部R1至R4。显示面板PNL具有沿着第一方向X延伸的一对直线部E11及E12、沿着第二方向Y延伸的一对直线部E13及E14、以及两个圆形部R11及R12。圆形部R11及R12分别位于圆形部R1及R2的外侧。圆形部R11的曲率半径可以与圆形部R1的曲率半径相同,也可以不同。直线部E11相当于第一基板SUB1以及第二基板SUB2的短边,直线部E12相当于第一基板SUB1的短边。直线部E13及E14均相当于第一基板SUB1以及第二基板SUB2的长边。

柔性印刷电路基板1以及IC芯片2安装于安装部MA。另外,IC芯片2也可以安装于柔性印刷电路基板1。IC芯片2内置有显示驱动器DD,该显示驱动器DD在显示图像的显示模式下输出图像显示所需的信号。在图示的例子中,IC芯片2内置有触摸控制器TC,该触摸控制器TC控制检测物体向显示装置DSP的接近或者接触的触摸传感检测模式。

本实施方式的显示面板PNL也可以是具备通过使来自第一基板SUB1的背面侧的光选择性地透射而显示图像的透射显示功能的透射式、具备通过使来自第二基板SUB2的前面侧的光选择性地反射而显示图像的反射显示功能的反射型、或者具备透射显示功能以及反射显示功能的半透射式中的任一个。

另外,关于显示面板PNL的详细构成,这里虽然省略了说明,但显示面板PNL也可以具备与如下显示模式对应的任一构成:利用沿着基板主面的横电场的显示模式、利用沿着基板主面的法线的纵电场的显示模式、利用相对于基板主面向倾斜方向倾斜的倾斜电场的显示模式、以及适当组合上述的横电场、纵电场及倾斜电场而利用的显示模式。这里的基板主面是指与由第一方向X以及第二方向Y规定的X-Y平面平行的面。

图2是表示像素PX的基本构成以及等效电路的图。多条扫描线G与扫描线驱动电路GD连接。多条信号线S与信号线驱动电路SD连接。另外,扫描线G以及信号线S并不一定直线地延伸,它们的一部分也可以弯曲。例如,信号线S设为,即使其一部分弯曲,也沿第二方向Y延伸。

共用电极CE与公共电压(Vcom)的电压供给部CD连接,遍及多个像素PX而配置。

各像素PX具备开关元件SW、像素电极PE、共用电极CE、液晶层LC等。开关元件SW例如由薄膜晶体管(TFT)构成,与扫描线G以及信号线S电连接。扫描线G与沿第一方向X排列的像素PX的各个中的开关元件SW电连接。信号线S与沿第二方向Y排列的像素PX的各个中的开关元件SW电连接。像素电极PE与开关元件SW电连接。像素电极PE分别与共用电极CE对置,通过在像素电极PE与共用电极CE之间产生的电场使液晶层LC驱动。保持电容CS例如形成于与共用电极CE相同电位的电极以及与像素电极PE相同电位的电极之间。

图3是表示像素布局的一个例子的俯视图。扫描线G1至G3分别沿着第一方向X直线地延伸,并在第二方向Y上隔开间隔而排列。信号线S1至S7分别大致沿第二方向Y延伸,并在第一方向X上隔开间隔而排列。

在扫描线G1及G2之间,红色像素PR1、绿色像素PG1、蓝色像素PB1、红色像素PR1、绿色像素PG1、以及白色像素PW1沿着第一方向X而依次排列。

在扫描线G1及G2之间,信号线S1至S3以相等的间隔W1配置,信号线S4至S7以相等间隔W1配置,信号线S3及S4的间隔W2比间隔W1大。蓝色像素PB1位于信号线S3及S4之间。另外,间隔W1及W2均是沿着第一方向X的长度。

在红色像素PR1以及绿色像素PG1中分别配置有相同形状的像素电极PE11,在蓝色像素PB1中配置有比像素电极PE11大的像素电极PE12,在白色像素PW1中配置有比像素电极PE11小的像素电极PE13。关于沿着第一方向X的长度Lx,像素电极PE11及PE13具有相等的长度Lx1,像素电极PE12具有比长度Lx1长的长度Lx2。关于沿着第二方向Y的长度Ly,像素电极PE11具有长度Ly1,像素电极PE12具有比长度Ly1长的长度Ly2,像素电极PE13具有比长度Ly1短的长度Ly3。像素电极PE11及PE13位于扫描线G1及G2之间。像素电极PE12位于扫描线G1及G2之间,并且与扫描线G2交叉。

像素电极PE11至PE13分别具有沿着方向D1延伸的带电极Pa1至Pa3。在图示的例子中,带电极Pa1及Pa3为两根,带电极Pa2为三根。带电极Pa1至Pa3位于扫描线G1及G2之间。关于沿着方向D1的长度Ld,带电极Pa1具有长度Ld1,带电极Pa2具有比长度Ld1长的长度Ld2,带电极Pa3具有比长度Ld1短的长度Ld3。

在扫描线G2及G3之间,沿着第一方向X而依次排列有红色像素PR2、绿色像素PG2、白色像素PW2、红色像素PR2、绿色像素PG2、以及蓝色像素PB2。红色像素PR1及PR2、绿色像素PG1及PG2、蓝色像素PB1以及白色像素PW2、以及白色像素PW1及蓝色像素PB2分别沿第二方向Y排列。

在扫描线G2及G3之间,信号线S1至S6以相等的间隔W1配置,信号线S6及S7的间隔W2比间隔W1大。蓝色像素PB2位于信号线S6及S7之间。

虽未详细叙述,但在红色像素PR2以及绿色像素PG2中分别配置有相同形状的像素电极PE21,在蓝色像素PB2中配置有比像素电极PE21大的像素电极PE22,在白色像素PW2中配置有比像素电极PE21小的像素电极PE23。像素电极PE21至PE23分别具有沿着方向D2延伸的带电极Pb1至Pb3。像素电极PE21至PE23分别具有与像素电极PE11至PE13相同的形状。另外,带电极Pb3的沿着第一方向X的宽度比带电极Pb1的沿着第一方向X的宽度大。另外,带电极Pb2的沿着第一方向X的宽度比带电极Pb1的沿着第一方向X的宽度小。

图4是表示与图3所示的像素布局对应的遮光层BM的俯视图。遮光层BM形成为格子状,在俯视时,分别与扫描线G1至G3以及信号线S1至S7重叠。这样的遮光层BM分别包围红色像素PR1及PR2、绿色像素PG1及PG2、蓝色像素PB1至PB3、以及白色像素PW1及PW2。遮光层BM由与图1所示的非显示部NDA的遮光层LS相同的遮光性的材料形成,在非显示部NDA与遮光层LS连接。

在图示的例子中,遮光层BM具有遮光部B11至B15、遮光部B21至B25、以及遮光部B31至B33。遮光部B11至B15在扫描线G1及G2之间分别沿着方向D1延伸,并分别重叠于信号线S1至S5之上。遮光部B21至B25在扫描线G2及G3之间分别沿着方向D2延伸,并分别重叠于信号线S1至S5之上。遮光部B31至B33分别沿着方向D1延伸,并分别重叠于扫描线G1至G3之上。这些遮光部形成透射光的多个开口部。多个开口部以矩阵状排列。各开口部相当于红色像素PR、绿色像素PG、蓝色像素PB、白色像素PW中的某一个。

例如,蓝色像素PB1被遮光部B13、B14、B31、以及B32包围。另外,白色像素PW2被遮光部B23、B24、B32、以及B33包围。蓝色像素PB1以及白色像素PW2在第二方向(行方向)Y上邻接。白色像素PW2位于绿色像素PG2以及红色像素PR2之间,并位于蓝色像素PB1及PB3之间。

信号线S5位于红色像素PR1与绿色像素PG1之间以及红色像素PR2与绿色像素PG2之间。主间隔件MSP以及副间隔件SSP均与信号线S5重叠。主间隔件MSP形成第一基板SUB1与第二基板SUB2的单元间隙,副间隔件SSP具有比主间隔件MSP的高度低的高度。

遮光层BM在副间隔件SSP的周围,以与副间隔件SSP大致同心圆状地扩展。另外,遮光层BM在主间隔件MSP的周围,也以与主间隔件MSP大致同心圆状地扩展。

在红色像素PR1及PR2中配置有红色的滤色器CFR,在绿色像素PG1及PG2中配置有绿色的滤色器CFG,在蓝色像素PB1至PB3中配置有蓝色的滤色器CFB。在白色像素PW1及PW2中配置后述的透明的外涂层OC。

图5是表示显示面板PNL的构成的剖面图。主间隔件MSP以及副间隔件SSP位于第一基板SUB1与第二基板SUB2之间。主间隔件MSP与第一基板SUB1以及第二基板SUB2接触,在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间形成有规定的单元间隙。副间隔件SSP与第一基板SUB1以及第二基板SUB2中的某一方接触,并与另一方分离。在图示的例子中,副间隔件SSP与第一基板SUB1分离并与第二基板SUB2接触。另外,主间隔件MSP以及副间隔件SSP并不局限于如图示那样设于第二基板SUB2的例子,可以设于第一基板SUB1,也可以将主间隔件MSP以及副间隔件SSP设于不同的基板。或者,也可以省略副间隔件SSP。密封件SE配置于非显示部NDA,在形成有单元间隙的状态下使第一基板SUB1与第二基板SUB2贴合。液晶层LC被保持在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间。

图6是表示图3所示的像素的一个例子的俯视图。这里,着眼于图3所示的由扫描线G1及G2与信号线S5及S6包围的绿色像素PG1,对主要部分进行说明。

开关元件SW与扫描线G2以及信号线S6电连接。图示的例子的开关元件SW具有双栅极构造。开关元件SW具备半导体层SC和漏极电极DE。另外,在开关元件SW中,漏极电极DE有时被称作源极电极。半导体层SC以其一部分与信号线S6重叠的方式配置,其他部分在信号线S5及S6之间延伸,形成为大致U字状。半导体层SC在与信号线S6重叠的区域以及信号线S5及S6之间,分别与扫描线G2交叉。在扫描线G2中,与半导体层SC重叠的区域分别作为栅极电极GE1及GE2而发挥功能。半导体层SC为,在其一端部SCA中通过接触孔CH1而与信号线S6电连接,另外,在其另一端部SCB中通过接触孔CH2而与漏极电极DE电连接。漏极电极DE形成为岛状,配置于信号线S5及S6之间。

像素电极PE11具备与多个带电极Pa1一体的基部BS。基部BS与漏极电极DE重叠。基部BS与漏极电极DE电连接。

图7是沿着图6所示的A-B线的第一基板SUB1的剖面图。第一基板SUB1具备绝缘基板10、绝缘膜11至16、半导体层SC、扫描线G2、信号线S6、金属布线ML6、共用电极CE、取向膜AL1等。

绝缘基板10是玻璃基板、挠性的树脂基板等具有透光性的基板。绝缘膜11位于绝缘基板10之上。半导体层SC位于绝缘膜11之上,并被绝缘膜12覆盖。作为扫描线G2的一部分的栅极电极GE1位于绝缘膜12之上,并被绝缘膜13覆盖。另外,未图示的其他扫描线也位于与扫描线G2相同的层。信号线S6位于绝缘膜13之上,并被绝缘膜14覆盖。另外,未图示的其他信号线也位于与信号线S6相同的层。信号线S6通过贯通绝缘膜12及13的接触孔CH1而与半导体层SC接触。金属布线ML6位于绝缘膜14之上,并被绝缘膜15覆盖。共用电极CE位于绝缘膜15之上,并被绝缘膜16覆盖。共用电极CE通过贯通绝缘膜15的接触孔CH3而与金属布线ML6接触。取向膜AL1位于绝缘膜16之上。

绝缘膜11至13、以及绝缘膜16是由硅氧化物、硅氮化物、硅酸氮化物等无机绝缘材料形成的无机绝缘膜,可以是单层构造,也可以是多层构造。绝缘膜14及15例如是由丙烯酸树脂等有机绝缘材料形成的有机绝缘膜。另外,绝缘膜15也可以是无机绝缘膜。

图8是沿着图6所示的C-D线的显示面板PNL的剖面图。图示的例子相当于应用了作为利用横电场的显示模式之一的FFS(Fringe Field Switching,边缘场开关)模式的例子。

在第一基板SUB1中,信号线S5及S6位于绝缘膜13之上,并被绝缘膜14覆盖。金属布线ML5及ML6分别位于信号线S5及S6的正上方。像素电极PE11位于绝缘膜16之上,并被覆盖取向膜AL1。像素电极PE11以及共用电极CE是由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明的导电材料形成的透明电极。

第二基板SUB2具备绝缘基板20、遮光层BM、滤色器层CF、外涂层OC、取向膜AL2等。这样的第二基板SUB2有时被称作滤色器基板。绝缘基板20与绝缘基板10相同,是玻璃基板、挠性的树脂基板等具有透光性的基板。遮光层BM以及滤色器层CF位于绝缘基板20的与第一基板SUB1对置的一侧。滤色器层CF包括红色的滤色器CFR、绿色的滤色器CFG以及蓝色的滤色器CFB。滤色器CFG与像素电极PE11对置。外涂层OC覆盖滤色器CFG。外涂层OC由透明的树脂形成。其他滤色器CFR及CFB也与滤色器CFG同样地分别与像素电极PE对置,并被外涂层OC覆盖。取向膜AL2覆盖外涂层OC。取向膜AL1及AL2例如由呈现水平取向性的材料形成。

上述第一基板SUB1以及第二基板SUB2以与取向膜AL1及AL2对置的方式配置。第一基板SUB1与第二基板SUB2之间的单元间隙例如为2~5μm。

液晶层LC位于第一基板SUB1以及第二基板SUB2之间,并被保持在取向膜AL1与取向膜AL2之间。液晶层LC具备液晶分子LM。液晶层LC由正型(介电常数各向异性为正)的液晶材料、或者负型(介电常数各向异性为负)的液晶材料构成。

包含偏振光板PL1的光学元件OD1被粘接在绝缘基板10上。包含偏振光板PL2的光学元件OD2被粘接在绝缘基板20上。另外,光学元件OD1及OD2也可以根据需要而具备相位差板、散射层、防反射层等。照明装置IL用白色的照明光对显示面板PNL的第一基板SUB1进行照明。

在这样的显示面板PNL中,在像素电极PE与共用电极CE之间未形成有电场的断开状态下,液晶分子LM在取向膜AL1及AL2之间沿规定的方向初始取向。在这样的断开状态下,从照明装置IL朝向显示面板PNL照射的照明光被光学元件OD1及OD2吸收,成为暗显示。另一方面,在像素电极PE与共用电极CE之间形成有电场的接通状态下,液晶分子LM因电场而沿与初始取向方向不同的方向取向,其取向方向由电场控制。在这样的接通状态下,来自照明装置IL的照明光的一部分透过光学元件OD1及OD2,成为亮显示。

图9是沿着图4所示的E-F线的显示面板PNL的剖面图。另外,这里,简化第一基板SUB1的构成,仅示出了具有面SF1的取向膜AL1以及像素电极PE。取向膜AL2具有与面SF1对置的面SF2。液晶层LC分别与面SF1以及面SF2相接。

在第二基板SUB2中,绝缘基板20在与液晶层LC对置的一侧具有面SF3。面SF3是与X-Y平面平行的面。面SF1以及面SF2设为与面SF3平行。遮光部B21至B25分别与面SF3相接,并沿着第一方向X隔开间隔而依次排列。滤色器CFB、CFR以及CFG分别与面SF3相接。

例如,在绿色像素PG2中,位于遮光部B22及B23之间的滤色器CFG与像素电极PE21对置,分别与遮光部B22及B23相接,并且与面SF3相接。在红色像素PR2中,位于遮光部B24及B25之间的滤色器CFR与像素电极PE21对置,分别与遮光部B24及B25相接,并且与面SF3相接。外涂层OC具有面SF4以及面SF5。面SF4分别与滤色器CFB、CFR以及CFG相接。另外,面SF4在白色像素PW2中,在遮光部B23及B24之间直接与面SF3相接。面SF5直接与取向膜AL2相接。关于外涂层OC,面SF5在遮光部B23及B24之间具有向远离第一基板SUB1的一侧凹陷的凹部CC1。凹部CC1与像素电极PE23对置。面SF2也与面SF5同样地具有与凹部CC1对应地凹陷的凹部CC2。在一个例子中,凹部CC1及CC2具有同等的深度DP。

这里,着眼于遮光部B22与遮光部B23之间的第一中间点M1、以及遮光部B23与遮光部B24之间的第二中间点M2。第一中间点M1相当于分别距遮光部B22及B23等距离的位置。同样,第二中间点M2相当于分别距遮光部B23及B24等距离的位置。在第一中间点M1处,滤色器CFG与面SF3相接,外涂层OC与滤色器CFG相接,取向膜AL2与外涂层OC相接。在第二中间点M2处,外涂层OC与面SF3相接,取向膜AL2与外涂层OC相接。在第二中间点M2处,凹部CC1与凹部CC2重叠。

液晶层LC第一中间点M1处具有第一厚度T1,在第二中间点M2处具有第二厚度T2。第一厚度T1以及第二厚度T2分别相当于面SF1与面SF2之间的沿着第三方向Z的距离。第二厚度T2比第一厚度T1厚。

第二基板SUB2在第一中间点M1处具有第三厚度(第一距离)T3,在第二中间点M2处具有第四厚度(第二距离)T4。第三厚度T3以及第四厚度T4分别相当于面SF2与面SF3之间的沿着第三方向Z的距离。第四厚度T4比第三厚度T3薄。第三厚度T3相当于滤色器CFG、外涂层OC以及取向膜AL2各自的厚度的总和。第四厚度T4相当于外涂层OC以及取向膜AL2各自的厚度的总和。取向膜AL2的厚度在第一中间点M1以及第二中间点M2处大致相等。至于外涂层OC,第一中间点M1的厚度比第二中间点M2的厚度薄。

第二中间点M2处的凹部CC2的沿着第三方向Z的深度DP相当于第三厚度T3与第四厚度T4之差ΔT34、或者第一厚度T1与第二厚度T2之差ΔT12,例如为第一厚度T1的1/6以下。在一个例子中,第一厚度T1为2.8μm,差分ΔT34为0.05μm以上且0.35μm以下。另外,差分ΔT34比图5所示的主间隔件MSP的沿着第三方向Z的间隔件高度小。另外,差分ΔT12及ΔT34均为绝对值。

滤色器CFG与遮光部B23相接而形成的层叠体具有第五厚度T5作为最大厚度。滤色器CFR与遮光部B24相接而形成的层叠体具有第六厚度T6作为最大厚度。在图示的例子中,第五厚度T5比第六厚度T6薄。另外,第六厚度T6也可以比第五厚度T5薄。在隔着白色像素PW2的两侧配置不同颜色的滤色器的情况下,通过将与白色像素PW2邻接的滤色器和遮光部的层叠体中的一方形成得比另一方薄,使得用于形成外涂层OC的原料容易流入白色像素PW2。

另外,第六厚度T6也可以是与第五厚度T5相同的厚度。即,隔着白色像素PW2的两侧的层叠体优选比其他层叠体(例如,滤色器CFR与遮光部B25的层叠体)的厚度T10薄。在本发明中,为了使得外涂层OC容易流入白色像素PW,将配置于隔着白色像素PW2的两侧的滤色器形成得较薄。

在图9所示的例子中,取向膜AL1及AL2分别相当于第一取向膜以及第二取向膜,遮光部B22相当于第一遮光部,遮光部B23相当于第二遮光部,遮光部B24相当于第三遮光部,遮光部B25相当于第四遮光部,滤色器CFG相当于第一着色层,滤色器CFR相当于第二着色层,外涂层OC相当于透明树脂层,与滤色器CFG对置的像素电极PE21相当于第一像素电极,像素电极PE23相当于第二像素电极,与滤色器CFR对置的像素电极PE21相当于第三像素电极,面SF3相当于第一面,面SF1相当于第二面,面SF2相当于第三面。另外,绿色像素PG2相当于第一开口部,白色像素PW2相当于第二开口部,面SF4相当于外涂层的第一面,面SF5相当于外涂层的第二面。

图10是沿着图4所示的G-H线的显示面板PNL的剖面图。位于遮光部B31及B32之间的蓝色像素PB1的滤色器CFB1与像素电极PE12对置,分别与遮光部B31及B32相接,并且与面SF3相接。蓝色像素PB3的滤色器CFB3与遮光部B33相接,并且与面SF3相接。外涂层OC分别与滤色器CFB1及CFB3相接,并且在遮光部B32及B33之间与面SF3相接。凹部CC1以及凹部CC2位于遮光部B32及B33之间。凹部CC1与像素电极PE23对置。

在图10所示的例子中,液晶层LC也在蓝色像素PB1的中央部具有第一厚度T1,在白色像素PW2的中央部具有第二厚度T2。第二厚度T2比第一厚度T1厚。另外,第二基板SUB2在蓝色像素PB1的中央部具有第三厚度T3,在白色像素PW2的中央部具有第四厚度T4。第四厚度T4比第三厚度T3薄。

在这样的显示面板PNL中,要求减小通过合成红色像素PR、绿色像素PG以及蓝色像素PB的各个透射光而得的白色光的第一色度与通过白色像素PW的透射光而得的白色光的第二色度的差。第一色度能够通过红色像素PR、绿色像素PG以及蓝色像素PB的各个开口部(光透过的区域)的面积、红色像素PR、绿色像素PG以及蓝色像素PB各自的亮度等来进行调整。在本实施方式中,第二色度能够通过白色像素PW中的液晶层LC的延迟Δn·d来进行调整。这里,Δn是表示液晶层LC的折射率各向异性的值,d是相当于单元间隙或者图9所示的液晶层LC的第二厚度T2的值。单元间隙d可通过凹部CC2的深度DP来进行调整。

凹部CC2的深度DP例如可通过外涂层OC的原料的流动性(原料的分子量)、形成外涂层OC时的预焙温度、白色像素PW的沿着第一方向X的宽度以及沿着第二方向Y的宽度、遮光部B与滤色器CF的重叠量、邻接的两个滤色器CF间的距离、遮光部B的厚度、滤色器CF的厚度、外涂层OC的厚度等各种参数来进行调整。

即,在白色像素PW中,通过有意地调整凹部CC2的深度DP(或者差分ΔT34),能够调整单元间隙d,控制第二色度。

图11是用于说明实施例1至3的图。这里,以通过遮光部B的厚度TB、滤色器CF的厚度TCF以及外涂层OC的厚度TOC各参数来调整深度DP的情况为例进行说明。所谓厚度TB,在图9中是遮光部B23的中央部的厚度,所谓厚度TCF是第一中间点M1处的滤色器CFG的厚度,所谓厚度TOC是第一中间点M1处的外涂层OC的厚度。另外,设其他遮光部也具有同等的厚度TB、其他滤色器也具有同等的厚度TCF。作为基准值(Ref),厚度TB为1.5μm,厚度TCF为2.6μm,厚度TOC为1.2μm。

在实施例1中,厚度TB为1.5μm,厚度TCF为2.3μm,厚度TOC为1.0μm。此时,深度DP为0.20μm。在这样的显示面板PNL中,对第一色度以及第二色度进行了模拟,其差分Δxy为零。另外,第一色度以及第二色度分别表示为xy色度图上的坐标(x、y)。xy色度图是指,在2°视野XYZ表色系中将色度坐标x、y表示在平面上的图,有时也被称作CIE1931色度图。差分Δxy相当于第一色度的坐标(x1、y1)与第二色度的坐标(x2、y2)的直线距离。在实施例1中第一色度的坐标(x1、y1)与第二色度的坐标(x2、y2)一致。

在实施例2中,厚度TB为1.5μm,厚度TCF为2.3μm,厚度TOC为1.5μm。此时,深度DP为0.10μm。在这样的显示面板PNL中,第一色度以及第二色度之差Δxy为0.007。

在实施例3中,厚度TB为1.0μm,厚度TCF为2.3μm,厚度TOC为1.5μm。此时,深度DP为0.07μm。在这样的显示面板PNL中,第一色度以及第二色度之差Δxy为0.009。

这样,确认到,在实施例1至3的任一个中,差分Δxy均为0.01以下。另外,发明人进行了各种研究,确认到在深度DP为0.05μm以上且0.35μm以下的范围内,差分Δxy为0.01以下。由此,能够改善显示品质。

接下来,对在白色像素PW中能够通过液晶层LC的单元间隙d来调整第二色度的原理进行说明。

图12A是表示白色像素PW中的液晶层LC的光谱透射率的图。横轴表示波长(nm),纵轴表示透射率(调制率)。

图中的A相当于白色像素PW的单元间隙d(或者,图9的第二厚度T2)为2.6μm的情况下的光谱透射率,以下同样地,B相当于单元间隙d为2.7μm的情况下的光谱透射率,C相当于单元间隙d为2.8μm的情况下的光谱透射率,D相当于单元间隙d为2.9μm的情况下的光谱透射率,E相当于单元间隙d为3.0μm的情况下的光谱透射率,F相当于单元间隙d为3.1μm的情况下的光谱透射率,G相当于单元间隙d为3.2μm的情况下的光谱透射率。

液晶层LC的光谱透射率A至G的各个并非在任意波长中均具有一定的透射率,而是根据波长具有不同的透射率。概略地说,在可见光区域(例如,400nm~700nm的波长范围)内,绿色波长附近的透射率最大,蓝色波长附近以及红色波长附近各自的透射率比绿色波长附近的透射率小。另外,单元间隙d越增加,最大透射率越增加,并且存在成为最大透射率的波长向长波长侧偏移的趋势。

图12B是表示图8所示的照明装置IL对第一基板SUB1进行照明的照明光(白色光)的第一光谱强度的一个例子的图。横轴表示波长(nm),纵轴表示强度(相对值)。根据图示的例子,在第一光谱强度中,蓝色波长区域中的第一峰值强度处于450nm附近,绿色波长区域中的第二峰值强度处于540nm附近,红色波长区域中的第三峰值强度处于630nm附近。另外,第一峰值强度在第一光谱强度中最大,第三峰值强度比第一峰值强度小,第二峰值强度比第三峰值强度小。

具有图12B所示的第一光谱强度的照明光透过具有图12A所示的光谱透射率的液晶层LC时的透射光的第二光谱强度相当于第一光谱强度与光谱透射率的积。

图13A是放大地示出第二光谱强度中的蓝色波长区域的图。图13B是放大地示出第二光谱强度中的绿色波长区域的图。图13C是放大地示出第二光谱强度中的红色波长区域的图。

如图13A所示,在蓝色波长区域中,存在单元间隙d越增加、强度越减少的趋势。如图13B所示,在绿色波长区域中,存在单元间隙d越增加、强度越增加的趋势。如图13C所示,在红色波长区域中,存在单元间隙d越增加、强度越增加的趋势。即,在单元间隙d不同的条件下,蓝色成分、绿色成分以及红色成分各自的强度的比例不同。

例如,在单元间隙d为2.6μm的情况下(A)与单元间隙d为3.2μm的情况下(G),对透射光的各波长区域的强度进行比较。对于蓝色波长区域而言,A比G大。对于绿色波长以及红色波长而言,A比G小。即,存在单元间隙d越增加、蓝色成分越减少且绿色成分以及红色成分越增加的趋势。因而,通过调整白色像素PW的单元间隙d,能够调整第二色度。

图14是表示单元间隙d与第二色度的关系的一个例子的图。

存在单元间隙d越增加、色度坐标x及y均越增加的趋势。例如,设想在蓝色像素、绿色像素以及红色像素各自的单元间隙为2.8μm的情况下,第一色度的坐标为(x1、y1)=(0.275、0.282)的情况。在该情况下,为了使第一色度与第二色度一致,如图中E所示那样,白色像素PW的单元间隙d被设定为3.0μm。因而,凹部CC2的深度DP被设定为0.2μm。由此,能够使第一色度与第二色度之差Δxy为零。

另外,即使在如图中D所示那样单元间隙d被设定为2.9μm的情况下(即,深度DP为0.1μm)、或者如图中F所示那样单元间隙d被设定为3.1μm的情况下(即,深度DP为0.3μm),也能够使第一色度与第二色度之差Δxy为0.01以下。

图15是表示本实施方式的其他构成例的剖面图。图示的截面相当于沿着图4所示的G-H线的显示面板PNL的截面。图示的构成例与图10所示的构成例相比,不同之处在于遮光部B31与滤色器CFB1相接的第一宽度W11比遮光部B32与滤色器CFB1相接的第二宽度W12大。换言之,遮光部B31与滤色器CFB1的接触面积比遮光部B32与滤色器CFB1的接触面积大。虽未详细叙述,但不仅图示的蓝色像素PB1的滤色器CFB1,蓝色像素PB3的滤色器CFB3也一样,与遮光部相接的宽度不同。滤色器CFB1在遮光部B31的端部B31E与遮光部B32的端部B32E之间与面SF3相接。

在图15所示的例子中,蓝色像素PB1的滤色器CFB1与像素电极PE12对置,凹部CC1与像素电极PE23对置。另外,液晶层LC在蓝色像素PB1的中央部具有第一厚度T1,在白色像素PW2的中央部具有第二厚度T2。第二厚度T2比第一厚度T1厚。另外,第二基板SUB2在蓝色像素PB1的中央部具有第三厚度T3,在白色像素PW2的中央部具有第四厚度T4。第四厚度T4比第三厚度T3薄。

滤色器CFB1与遮光部B31相接而形成的层叠体具有第七厚度T7作为最大厚度。滤色器CFB1与遮光部B32相接而形成的层叠体具有第八厚度T8作为最大厚度。在图示的例子中,第八厚度T8比第七厚度T7薄。通过将与白色像素PW2邻接的滤色器CFB1和遮光部B32的层叠体形成得较薄,使得用于形成外涂层OC的原料容易流入白色像素PW2。

外涂层OC分别与滤色器CFB1及CFB3、以及遮光部B31至B33相接,并且在遮光部B32及B33之间与面SF3相接。遮光部B32与外涂层OC相接的第三宽度W13比遮光部B33与外涂层OC相接的第四宽度W14大。换言之,遮光部B32与外涂层OC的接触面积比遮光部B33与外涂层OC的接触面积大。

若着眼于遮光部B32,则第二宽度W12比第三宽度W13小。换言之,滤色器CFB1与遮光部B32的接触面积比外涂层OC与遮光部B32的接触面积小。若着眼于遮光部B31,则滤色器CFB1与遮光部B31的接触面积比外涂层OC与遮光部B31的接触面积大。

在图15所示的例子中,遮光部B31相当于第五遮光部,遮光部B32相当于第六遮光部,遮光部B33相当于第七遮光部,蓝色像素PB1的滤色器CFB1相当于第三着色层,像素电极PE21相当于第四像素电极,外涂层OC相当于透明树脂层。另外,蓝色像素PB1相当于第一开口部,白色像素PW2相当于第二开口部。

图16是表示图15所示的与遮光部B31及B32相接的滤色器CFB的厚度分布的图。横轴是沿着图4的G-H线的位置,纵轴是厚度(μm)。厚度以面SF3为基准。另外,遮光部B31及B32的厚度为1.5μm,滤色器CFB的厚度为2.3μm。

图中的H相当于图15所示的第一宽度W11为7.5μm、第二宽度W12为5.0μm的情况下的分布。图中的I相当于第一宽度W11为10.0μm、第二宽度W12为2.5μm的情况下的分布。图中的J相当于第一宽度W11为11.5μm、第二宽度W12为1.0μm的情况下的分布。关于分布H至J的各个,概略地说,与端部B31E接近的一侧的厚度比与端部B32E接近的一侧的厚度厚。另外,存在第二宽度W12越减少、端部B32E附近的厚度越减少的趋势。从减薄滤色器CFB与遮光部B32的层叠体的观点出发,第二宽度W12优选如I及J所示那样,为2.5μm以下。

图17是表示遮光部B31及B32、滤色器CFB、以及外涂层OC的厚度分布的图。横轴是沿着图4的G-H线的位置,纵轴是厚度(μm)。在蓝色像素PB1中,滤色器CFB的厚度与外涂层OC的厚度的总和约为3.75μm,白色像素PW2中的外涂层OC的厚度约为3.65μm,在白色像素PW2中形成有约0.1μm的凹部。

图18是表示与其他像素布局对应的遮光层BM的俯视图。图示的构成例与图4所示的构成例相比,不同之处在于红色像素PR、绿色像素PG、蓝色像素PB、以及白色像素PW各自的沿着第一方向X的宽度以及沿着第二方向Y的宽度相等。但是,未虑图示的例子的遮光层BM与主间隔件以及副间隔件重叠的区域。在红色像素PR1及PR2中配置有红色的滤色器CFR,在绿色像素PG1及PG2中配置有绿色的滤色器CFG,在蓝色像素PB1至PB3中配置有蓝色的滤色器CFB,在白色像素PW1及PW2中配置有外涂层OC。另外,对相同颜色的滤色器实施相同的阴影线来进行区分。

在这样的像素布局的构成例中,也与上述的构成例相同,能够调整白色像素PW中的第二色度。

如以上说明那样,根据本实施方式,能够提供可以改善显示品质的显示装置以及滤色器基板。

另外,对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提出的,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围中。

例如,在本实施方式中,红色像素、绿色像素以及白色像素各自的像素宽度相同,但这些像素宽度也可以不同。另外,在本实施方式中,红色像素、绿色像素以及白色像素各自的像素电极具有相同形状,但这些像素电极的形状也可以不同。

附图标记说明

DSP…显示装置

PNL…显示面板

SUB1…第一基板 AL1…取向膜

SUB2…第二基板 20…绝缘基板 BM…遮光层 B…遮光部

CF…滤色器 OC…外涂层 AL2…取向膜

LC…液晶层

IL…照明装置

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