JP2023093070A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外光の反射を抑制することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】一実施形態によれば、表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第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、主面を有する絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置された配線と、前記配線と前記液晶層との間に配置され、前記配線に重畳し且つ前記配線に沿って延出した凸部と、前記凸部に重畳する帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

液晶表示装置などの表示装置においては、走査線や信号線などの金属層が設けられている。このような金属層は、外光を反射し得るため、何らかの対策が必要である。
一例では、液晶パネルの前方に配置された保護パネルの表面に凹凸を設ける技術が知られている。また、他の例として、平面視で、金属層に重畳するブラックマトリクスを設ける技術が知られている。

特開平１１－１２６０２６号公報 特開２０１９－３５８８４号公報

実施形態における目的は、外光の反射を抑制することが可能な表示装置を提供することである。

一実施形態によれば、表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に対向する第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、主面を有する絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置された配線と、前記配線と前記液晶層との間に配置され、前記配線に重畳し且つ前記配線に沿って延出した凸部と、前記凸部に重畳する帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、を備える。

他の実施形態によれば、表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に対向する第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、主面を有する絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置された配線と、前記配線と前記液晶層との間に配置され、前記配線に重畳し且つ前記配線に沿って延出した凹部と、前記凹部に重畳する帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、を備える。

さらに他の実施形態によれば、表示装置は、
表示パネルと、前記表示パネルを照明する照明装置と、前記表示パネルに対向する拡大光学系と、を備え、前記表示パネルは、主面を有する絶縁基板と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、平面視で、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置され、帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、を備える。

図１は、実施形態に係る表示装置１の概略的な分解斜視図である。 図２は、表示パネル２の概略的な平面図である。 図３は、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢのレイアウトの一例を示す概略的な平面図である。 図４は、副画素の要素の一部を示す概略的な平面図である。 図５は、黒化膜ＢＫの一例を説明するための斜視図である。 図６は、黒化膜ＢＫの他の例を説明するための斜視図である。 図７は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の概略的な断面図である。 図８は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の概略的な断面図である。 図９は、共通電極ＣＥと黒化膜ＢＫとの位置関係の例を説明するための断面図である。 図１０は、黒化膜ＢＫの断面形状の例を説明するための断面図である。 図１１は、黒化膜ＢＫの断面形状の他の例を説明するための断面図である。 図１２は、黒化膜ＢＫの断面形状の他の例を説明するための断面図である。 図１３は、傾斜面ＢＫＳの傾斜角θを説明するための図である。 図１４は、スペーサＰＳ及び黒化膜ＢＫを含む表示パネル２の概略的な断面図である。 図１５は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の他の構成例を示す概略的な断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、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、実際の態様に比べて、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、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。但し、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、９０°以外の角度で交差していてもよい。Ｘ軸に沿った方向をＸ方向または第１方向Ｘと称し、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向または第２方向Ｙと称し、Ｚ軸に沿った方向をＺ方向または第３方向Ｚと称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ－Ｙ平面を見ることを平面視という。

本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示素子を有した液晶表示装置を開示する。ただし、本実施形態にて開示される個々の技術的思想は、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示素子、マイクロＬＥＤ、またはミニＬＥＤなどの他種の表示素子を備える表示装置にも適用することができる。

以下に説明する表示装置は、例えば、車載機器、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、ゲーム機器、さらにはＶＲ（Virtual Reality）のための映像を表示するヘッドマウントディスプレイ等の種々の装置に用いることができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置１の概略的な分解斜視図である。
表示装置１は、表示パネル２と、照明装置３と、を備えている。照明装置３は、表示パネル２を照明するように構成されている。図１の例において、照明装置３は、表示パネル２に対向する導光体ＬＧと、導光体ＬＧの側面に対向する複数の発光素子ＬＳと、を備えたサイドエッジ型である。但し、照明装置３の構成は、図１の例に限られず、例えば、複数の発光素子が表示パネル２に対向するように配置された直下型であってもよい。

図１の例において、表示パネル２及び導光体ＬＧは、いずれもＸ方向に沿う短辺と、Ｙ方向に沿う長辺と、を有する長方形状に形成され、Ｚ方向において対向している。但し、表示パネル２及び導光体ＬＧは、長方形状に限られず、他の形状であってもよい。

表示パネル２は、透過型の液晶パネルであり、第１基板ＳＵＢ１（アレイ基板）と、第１基板ＳＵＢ１に対向する第２基板ＳＵＢ２（対向基板）と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣとを備えている。第１基板ＳＵＢ１は、Ｚ方向において照明装置３に対向している。表示パネル２は、例えば矩形状の表示領域ＤＡを有している。

さらに、表示装置１は、光学シート群４と、第１偏光板５と、第２偏光板６と、を備えている。光学シート群４は、導光体ＬＧと表示パネル２との間に配置されている。例えば、光学シート群４は、導光体ＬＧから出射する光を拡散する拡散シートＤＦと、多数のプリズムが形成された第１プリズムシートＰＲ１及び第２プリズムシートＰＲ２と、を含んでいる。

第１偏光板５は、光学シート群４と第１基板ＳＵＢ１との間に配置されている。第２偏光板６は、第２基板ＳＵＢ２の上方に配置されている。第１偏光板５の偏光軸と第２偏光板６の偏光軸とは、互いに直交するクロスニコルの関係にある。

また、表示装置１は、用途に応じて、表示パネル２に対向する拡大光学系７を備えていてもよい。拡大光学系７は、Ｚ方向において第２基板ＳＵＢ２に対向している。拡大光学系７は、少なくともビームスプリッタＢＳと、反射型偏光板ＲＰと、を備えている。ビームスプリッタＢＳ及び反射型偏光板ＲＰは、Ｚ方向に間隔を置いては対向している。ビームスプリッタＢＳは、偏光を分離する偏光ビームスプリッタであってもよいし、ハーフミラー（半透過層）であってもよい。反射型偏光板ＲＰは、例えば、第１直線偏光を反射し、第１直線偏光と直交する第２直線偏光を透過するものである。
拡大光学系７は、さらに、円偏光子ＣＰと、波長板ＷＰと、を備えている。円偏光子ＣＰは、第１偏光板５とビームスプリッタＢＳとの間に配置され、第１偏光板５を透過した直線偏光を円偏光に変換するものである。波長板ＷＰは、ビームスプリッタＢＳと反射型偏光板ＲＰとの間に配置され、透過する光に対して１／４波長の位相差を付与するものである。

このような拡大光学系７は、ビームスプリッタＢＳと反射型偏光板ＲＰとの間を３回通る光路を形成することができる。つまり、拡大光学系７において、ビームスプリッタＢＳと反射型偏光板ＲＰとの間の光学的な距離は、実際のビームスプリッタＢＳと反射型偏光板ＲＰとの間隔の約３倍となる。これにより、薄型化及び軽量化が可能な表示装置１を提供することができる。このような表示装置１は、例えば、ＶＲ用のヘッドマウントディスプレイに好適である。

図２は、表示パネル２の概略的な平面図である。
表示パネル２は、表示領域ＤＡと、その周囲の周辺領域ＳＡと、を有している。図２の例においては、第１基板ＳＵＢ１の図中下辺が第２基板ＳＵＢ２よりもＹ方向に突出している。これにより、第１基板ＳＵＢ１には、第２基板ＳＵＢ２と重ならない実装領域ＭＡが形成されている。実装領域ＭＡは、周辺領域ＳＡの一部である。

表示領域ＤＡには、複数の画素ＰＸがマトリクス状に配置されている。画素ＰＸは、複数の副画素を有している。本実施形態では一例として、画素ＰＸは、赤色の副画素ＳＰＲ、緑色の副画素ＳＰＧ、青色の副画素ＳＰＢを有している。但し、画素ＰＸは、白色などの他の色の副画素を有していてもよい。

表示パネル２は、複数の走査線Ｇと、複数の信号線Ｓ（映像線）と、第１走査ドライバＧＤ１と、第２走査ドライバＧＤ２と、セレクタ回路ＳＴと、を備えている。複数の走査線Ｇは、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に並んでいる。複数の信号線Ｓは、Ｙ方向に延びるとともにＸ方向に並んでいる。各走査線Ｇは、第１走査ドライバＧＤ１及び第２走査ドライバＧＤ２の少なくとも一方に接続されている。各信号線Ｓは、セレクタ回路ＳＴに接続されている。

図２の例においては、コントローラＣＴは、実装領域ＭＡに実装されている。また、実装領域ＭＡには端子部Ｔが設けられ、この端子部Ｔにフレキシブル回路基板Ｆが接続されている。なお、コントローラＣＴは、フレキシブル回路基板Ｆに実装されてもよい。コントローラＣＴは、ＩＣや各種の回路素子によって構成することができる。

フレキシブル回路基板Ｆは、表示装置１が実装される電子機器の基板等から送られる各種の信号をコントローラＣＴに入力する。コントローラＣＴは、入力された信号に基づき、セレクタ回路ＳＴに映像信号を供給するとともに、第１走査ドライバＧＤ１、第２走査ドライバＧＤ２、及び、セレクタ回路ＳＴを制御する。第１走査ドライバＧＤ１及び第２走査ドライバＧＤ２は、各走査線Ｇに走査信号を順次供給する。セレクタ回路ＳＴは、入力された映像信号を信号線Ｓに順次供給する。

画素ＰＸは、画素電極ＰＥと、スイッチング素子ＳＷ（薄膜トランジスタ）と、共通電圧が供給される共通電極ＣＥと、を備えている。スイッチング素子ＳＷは、画素電極ＰＥ、走査線Ｇ及び信号線Ｓに接続され、走査線Ｇに走査信号が供給されると信号線Ｓの映像信号を画素電極ＰＥに供給する。共通電極ＣＥは、複数の副画素にわたって形成されている。画素電極ＰＥに映像信号が供給されると、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間に電位差が形成され、これにより生じる電界が液晶層ＬＣに作用する。

本実施形態においては、走査線Ｇ、信号線Ｓ、第１走査ドライバＧＤ１、第２走査ドライバＧＤ２、セレクタ回路ＳＴ、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、及び、共通電極ＣＥがいずれも第１基板ＳＵＢ１に配置されている。なお、共通電極ＣＥは、第２基板ＳＵＢ２に配置されていてもよい。

図３は、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢのレイアウトの一例を示す概略的な平面図である。
副画素ＳＰＲには赤のカラーフィルタＣＦＲが配置され、副画素ＳＰＧには緑のカラーフィルタＣＦＧが配置され、副画素ＳＰＢには青のカラーフィルタＣＦＢが配置されている。本実施形態においては、例えば、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、いずれも第１基板ＳＵＢ１に配置されている。但し、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、第２基板ＳＵＢ２に配置されていてもよい。

図３の例においては、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢは、Ｘ方向にこの順で並んでいる。また、副画素ＳＰＲ，ＳＰＢ，ＳＰＧは、Ｙ方向にこの順で並んでいる。これにより、Ｘ方向及びＹ方向と交差する斜め方向に同一色の副画素ＳＰＲが並んでいる。同様に、副画素ＳＰＧが斜め方向に並ぶとともに、副画素ＳＰＢが斜め方向に並んでいる。カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢに対してドット状（島状）に配置されている。

なお、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢのレイアウトは、図３に示した例に限らない。例えば、副画素ＳＰＲがＹ方向に並んだ赤の画素列、副画素ＳＰＧがＹ方向に並んだ緑の画素列、及び、副画素ＳＰＢがＹ方向に並んだ青の画素列がＸ方向に順に並んでもよい。

図４は、副画素の要素の一部を示す概略的な平面図である。
ここでは、Ｘ方向に延びる２本の走査線Ｇ１及びＧ２と、Ｙ方向に延びる２本の信号線Ｓ１及びＳ２とで規定される１つの副画素に着目して説明する。

画素電極ＰＥは、一点鎖線で示すように、Ｘ方向において信号線Ｓ１及びＳ２の間に位置し、また、Ｙ方向において走査線Ｇ１及びＧ２の間に位置している。また、画素電極ＰＥは、Ｘ方向において画素電極ＰＥ１及びＰＥ２の間に位置し、Ｙ方向において画素電極ＰＥ３及びＰＥ４の間に位置している。

共通電極ＣＥは、点線で示すように、走査線Ｇ１及びＧ２、信号線Ｓ１及びＳ２、画素電極ＰＥ、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３、ＰＥ４に重畳している。また、共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥに重畳する１本のスリットＳＬを有している。スリットＳＬは、例えばＸ方向及びＹ方向と交差する斜め方向に延出している。なお、共通電極ＣＥは、１つの画素電極ＰＥに重畳する複数のスリットＳＬを有していてもよい。

黒化膜ＢＫは、黒色として視認され得る膜であり、誘電体多層膜などの絶縁体であってもよいし、遮光性金属膜などの導電体であってもよい。黒化膜ＢＫは、Ｘ方向に延びる複数の第１部分ＢＫｘと、Ｙ方向に延びる複数の第２部分ＢＫｙと、を有した格子状に形成されている。図４に示す例では、黒化膜ＢＫは、画素電極ＰＥを囲んでいる。

第１部分ＢＫｘは、Ｘ方向に延出し、Ｙ方向に幅ＷＹ１を有する帯状に形成されている。各第１部分ＢＫｘは、走査線Ｇ１及びＧ２に重畳している。図示した画素電極ＰＥ及び画素電極ＰＥ３を、Ｙ方向に隣接した第１画素電極及び第２画素電極としたとき、第１部分ＢＫｘ及び走査線Ｇ１は、第１画素電極ＰＥと第２画素電極ＰＥ３との間に配置されている。

図示した例では、第１部分ＢＫｘの幅ＷＹ１は、走査線Ｇ１のＹ方向の幅ＷＹ２より小さい。但し、第１部分ＢＫｘの幅ＷＹ１が走査線Ｇ１の幅ＷＹ２以上であってもよい。この場合において、第１部分ＢＫｘは、走査線Ｇ１の全体を覆うように重畳してもよい。

第２部分ＢＫｙは、Ｙ方向に延出し、Ｘ方向に幅ＷＸ１を有する帯状に形成されている。各第２部分ＢＫｙは、信号線Ｓ１及びＳ２に重畳している。図示した画素電極ＰＥ及び画素電極ＰＥ１を、Ｘ方向に隣接した第１画素電極及び第２画素電極としたとき、第２部分ＢＫｙ及び信号線Ｓ１は、第１画素電極ＰＥと第２画素電極ＰＥ１との間に配置されている。

図示した例では、第２部分ＢＫｙの幅ＷＸ１は、信号線Ｓ１のＸ方向の幅ＷＸ２より大きい。第２部分ＢＫｙは、信号線Ｓ１の全体を覆うように重畳している。但し、第２部分ＢＫｙの幅ＷＸ１が信号線Ｓ１の幅ＷＸ２以下であってもよい。

このように、本実施形態においては、黒化膜ＢＫは、平面視において、Ｘ方向に隣接する副画素の境界（あるいはＸ方向に隣接する画素電極の間）、及び、Ｙ方向に隣接する副画素の境界（あるいはＹ方向に隣接する画素電極の間）の双方に重畳するように配置されている。なお、黒化膜ＢＫは、第１基板ＳＵＢ１に設けられてもよいし、第２基板ＳＵＢ２に設けられてもよい。

Ｙ方向に隣接する２つの第１部分ＢＫｘと、Ｘ方向に隣接する２つの第２部分ＢＫｙとで囲われた開口ＡＰＸは、各副画素に対して形成される。画素電極ＰＥは、開口ＡＰＸの大部分と重なっている。

第１部分ＢＫｘと重なる位置には、上記のスイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥとを接続するためのコンタクトホールＣＨ１が形成されている。

図５は、黒化膜ＢＫの一例を説明するための斜視図である。ここでは、黒化膜ＢＫが第１基板ＳＵＢ１に設けられている場合について説明する。

絶縁基板１０は、主面１０Ａを有している。主面１０Ａは、Ｘ－Ｙ平面に平行な面である。走査線Ｇ１及びＧ２は、絶縁基板１０と黒化膜ＢＫの第１部分ＢＫｘとの間に位置している。信号線Ｓ１及びＳ２は、絶縁基板１０と黒化膜ＢＫの第２部分ＢＫｙとの間に位置している。

凸部ＣＶは、Ｘ方向に延びる複数の第１凸部ＣＶｘと、Ｙ方向に延びる複数の第２凸部ＣＶｙと、を有した格子状に形成されている。第１凸部ＣＶｘは、Ｘ方向に延出し、走査線Ｇ１及びＧ２に重畳している。第２凸部ＣＶｙは、Ｙ方向に延出し、信号線Ｓ１及びＳ２に重畳している。図５に示す例では、凸部ＣＶは、画素電極ＰＥを囲んでいる。
このような凸部ＣＶは、例えば絶縁体であり、無機材料及び有機材料のいずれで形成されてもよい。なお、凸部ＣＶは、導電体であってもよい。

黒化膜ＢＫは、凸部ＣＶに重畳し、凸部ＣＶを覆っている。つまり、第１部分ＢＫｘは第１凸部ＣＶｘに重畳し、第２部分ＢＫｙは第２凸部ＣＶｙに重畳している。黒化膜ＢＫは、凸部ＣＶと同様の格子状に形成され、画素電極ＰＥを囲んでいる。黒化膜ＢＫの表面には、主面１０Ａ（あるいはＸ－Ｙ平面）に対して傾斜した傾斜面ＢＫＳが形成されている。このような黒化膜ＢＫは、例えば、図１に示した拡大光学系７からの反射光（外光）を吸収し、走査線Ｇ１及びＧ２や信号線Ｓ１及びＳ２での不所望な反射を抑制する。また、傾斜面ＢＫＳは、黒化膜ＢＫで吸収されなかった外光を反射する反射面となり得る。後述するが、傾斜面ＢＫＳの傾斜角は、外光を表示パネル２の内部に閉じ込めるように設定される。これにより、拡大光学系７に向かう不所望な反射光が抑制され、表示画像の表示品位の劣化が抑制される。

図６は、黒化膜ＢＫの他の例を説明するための斜視図である。ここでは、黒化膜ＢＫが第１基板ＳＵＢ１に設けられている場合について説明する。

凹部ＣＣは、Ｘ方向に延びる複数の第１凹部ＣＣｘと、Ｙ方向に延びる複数の第２凹部ＣＣｙと、を有した格子状に形成されている。第１凹部ＣＣｘは、Ｘ方向に延出し、走査線Ｇ１及びＧ２に重畳している。第２凹部ＣＣｙは、Ｙ方向に延出し、信号線Ｓ１及びＳ２に重畳している。図６に示す例では、凹部ＣＣは、画素電極ＰＥを囲んでいる。
このような凹部ＣＣは、例えば絶縁膜に形成されているが、金属膜に形成されていてもよい。

黒化膜ＢＫは、凹部ＣＣに重畳し、凹部ＣＣを覆っている。つまり、第１部分ＢＫｘは第１凹部ＣＣｘに重畳し、第２部分ＢＫｙは第２凹部ＣＣｙに重畳している。黒化膜ＢＫは、画素電極ＰＥを囲んでいる。黒化膜ＢＫの表面には、主面１０Ａ（あるいはＸ－Ｙ平面）に対して傾斜した傾斜面ＢＫＳが形成されている。このような例であっても、図５に示した例と同様の効果が得られる。

図７は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の概略的な断面図である。図７は、図４のＡ－Ｂ線に沿った表示パネル２の断面を示している。また、ここでは、黒化膜ＢＫが凸部ＣＶに重畳する場合について説明する。

第１基板ＳＵＢ１は、上述の信号線Ｓ１及びＳ２、半導体層ＳＣを有するスイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、凸部ＣＶ、黒化膜ＢＫ、及び、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを備えている。さらに、第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０と、絶縁膜１１乃至１５と、配向膜１６と、を備えている。

絶縁基板１０は、例えばガラスで形成されているが、ポリイミドなどの樹脂材料で形成されてもよい。絶縁基板１０の主面１０Ａは、第２基板ＳＵＢ２と向かい合う側に位置している。絶縁膜１１乃至１４は、無機絶縁膜であり、例えば窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機材料で形成されている。絶縁膜１５は、有機絶縁膜であり、例えばアクリル樹脂などの有機材料で形成されている。画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、透明電極であり、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料で形成されている。走査線Ｇ１及びＧ２、及び、信号線Ｓ１及びＳ２は、金属配線であり、例えばモリブデン、アルミニウム、チタン、タングステンなどの金属材料で形成されている。

絶縁膜１１は、絶縁基板１０の主面１０Ａに配置されている。半導体層ＳＣは、絶縁膜１１の上に配置されている。絶縁膜１２は、半導体層ＳＣ及び絶縁膜１１を覆っている。絶縁膜１３は、絶縁膜１２を覆っている。走査線及びスイッチング素子ＳＷのゲート電極は、絶縁基板１０と絶縁膜１１との間、及び、絶縁膜１２と絶縁膜１３との間の少なくとも一方に配置されている。信号線Ｓ１及びＳ２は、絶縁膜１３の上に配置されている。信号線Ｓ１及びＳ２は、それぞれ絶縁膜１２及び絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールを通じて半導体層ＳＣに接触している。

カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、信号線Ｓ１及びＳ２、及び、絶縁膜１３の上に配置されている。絶縁膜１５は、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを覆っている。カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ及び絶縁膜１５は、他の絶縁膜１１～１４よりも厚く形成されている。絶縁膜１５は、スイッチング素子ＳＷやカラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢによって生じる凹凸を平坦化する。

画素電極ＰＥは、絶縁膜１５の上に配置されている。画素電極ＰＥは、絶縁膜１５を貫通するコンタクトホール（図４に示したコンタクトホールＣＨ１）を通じて半導体層ＳＣと電気的に接続されている。なお、画素電極ＰＥと半導体層ＳＣの間に他の導電層が介在してもよい。

各副画素の画素電極ＰＥは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢと対向している。例えば、カラーフィルタＣＦＧは、第１カラーフィルタに相当し、絶縁基板１０と画素電極ＰＥとの間に配置されている。カラーフィルタＣＦＲは、第２カラーフィルタに相当し、絶縁基板１０と画素電極ＰＥ１との間に配置されている。カラーフィルタＣＦＢは、第３カラーフィルタに相当し、絶縁基板１０と画素電極ＰＥ２との間に配置されている。

絶縁膜１４は、画素電極ＰＥ及び絶縁膜１５を覆っている。共通電極ＣＥは、絶縁膜１４の上に配置されている。共通電極ＣＥは、絶縁膜１４を介して画素電極ＰＥと対向している。共通電極ＣＥのスリットＳＬは、画素電極ＰＥに重畳している。共通電極ＣＥは、配向膜１６により覆われている。

凸部ＣＶの第２凸部ＣＶｙは、信号線Ｓ１及びＳ２と液晶層ＬＣとの間に配置されている。図７に示す例では、第２凸部ＣＶｙは、絶縁膜１４の上に配置され、信号線Ｓ１及びＳ２にそれぞれ重畳している。
このような凸部ＣＶが絶縁体である場合、凸部ＣＶは、絶縁膜１４と一体的に形成されてもよいし、絶縁膜１４と別体として形成されてもよい。また、凸部ＣＶは、絶縁膜１４と共通電極ＣＥとの間に限らず、絶縁膜１５と絶縁膜１４との間に配置されていてもよい。

黒化膜ＢＫの第２部分ＢＫｙは、第２凸部ＣＶｙに重畳している。また、第２部分ＢＫｙは、第２凸部ＣＶｙと共通電極ＣＥとの間に位置し、両者に接している。黒化膜ＢＫが金属膜である場合、黒化膜ＢＫは、共通電極ＣＥと電気的に接続され、共通電極ＣＥと同電位を有する。
黒化膜ＢＫの反射率は、信号線Ｓ１及びＳ２の反射率より小さい。このため、たとえ黒化膜ＢＫの表面で不所望な反射が生じたとしても、信号線Ｓ１及びＳ２の表面で不所望な反射が生じた場合と比較して、反射光の輝度を低減することができる。
黒化膜ＢＫの第２部分ＢＫｙは、カラーフィルタＣＦＲとカラーフィルタＣＦＧとの境界、及び、カラーフィルタＣＦＧとカラーフィルタＣＦＢとの境界に重畳している。

第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０と、配向膜２１と、を備えている。絶縁基板２０は、絶縁基板１０と同様の材料で形成されている。絶縁基板２０は、第１基板ＳＵＢ１と向かい合う側の主面２０Ａを有している。主面２０Ａは、Ｘ－Ｙ平面に平行な面である。配向膜２１は、主面２０Ａを覆っている。

これらの第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、周辺領域ＳＡにおいて環状のシールにより貼り合わされている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に封入されている。

画素電極ＰＥに対して映像信号が供給されると、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成される。この電界がスリットＳＬを通じて液晶層ＬＣに作用することにより、液晶層ＬＣに含まれる液晶分子の配向が制御される。

図８は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の概略的な断面図である。図８は、図４のＣ－Ｄ線に沿った表示パネル２の断面を示している。また、ここでは、黒化膜ＢＫが凸部ＣＶに重畳する場合について説明する。

第１基板ＳＵＢ１は、上述の走査線Ｇ１及びＧ２を備えている。図８に示す例では、走査線Ｇ１及びＧ２は、絶縁基板１０と絶縁膜１１との間に配置されている。

凸部ＣＶの第１凸部ＣＶｘは、走査線Ｇ１及びＧ２と液晶層ＬＣとの間に配置されている。図８に示す例では、第１凸部ＣＶｘは、絶縁膜１４の上に配置され、走査線Ｇ１及びＧ２にそれぞれ重畳している。第１凸部ＣＶｘは、図７に示した第２凸部ＣＶｙと一体的に形成されている。

黒化膜ＢＫの第１部分ＢＫｘは、第１凸部ＣＶｘに重畳している。また、第１部分ＢＫｘは、第１凸部ＣＶｘと共通電極ＣＥとの間に位置し、両者に接している。第１部分ＢＫｘが金属膜である場合、第１部分ＢＫｘは、共通電極ＣＥと電気的に接続される。
黒化膜ＢＫの反射率は、走査線Ｇ１及びＧ２の反射率より小さい。このため、たとえ黒化膜ＢＫの表面で不所望な反射が生じたとしても、走査線Ｇ１及びＧ２の表面で不所望な反射が生じた場合と比較して、反射光の輝度を低減することができる。
黒化膜ＢＫの第１部分ＢＫｘは、カラーフィルタＣＦＲとカラーフィルタＣＦＧとの境界、及び、カラーフィルタＣＦＧとカラーフィルタＣＦＢとの境界に重畳している。

図９は、共通電極ＣＥと黒化膜ＢＫとの位置関係の例を説明するための断面図である。なお、図９では、黒化膜ＢＫが平坦な面を有するように図示されているが、その表面は、上記の通り凹または凸の傾斜面を有している。

図９の上段に示す例では、共通電極ＣＥが黒化膜ＢＫの上に配置されている。つまり、共通電極ＣＥは、黒化膜ＢＫと配向膜１６との間に位置し、黒化膜ＢＫに接している。
図９の中段に示す例では、共通電極ＣＥが黒化膜ＢＫの下に配置されている。つまり、黒化膜ＢＫは、共通電極ＣＥと配向膜１６との間に位置し、共通電極ＣＥに接している。
図９の下段に示す例では、共通電極ＣＥと黒化膜ＢＫとの間に絶縁膜ＩＬが介在している。一例では、黒化膜ＢＫが共通電極ＣＥと配向膜１６との間に位置しているが、共通電極ＣＥが黒化膜ＢＫと配向膜１６との間に位置していてもよい。黒化膜ＢＫが金属膜である場合、絶縁膜ＩＬを貫通する貫通孔を介して黒化膜ＢＫが共通電極ＣＥに接していてもよい。

図１０は、黒化膜ＢＫの断面形状の例を説明するための断面図である。なお、図１０では、黒化膜ＢＫと配線ＷＬとの間の構成を省略して図示している。配線ＷＬは、例えば上記の信号線や走査線である。図１０に示す各例の黒化膜ＢＫは、その表面が絶縁膜ＩＬから突出した凸状に形成されている。

図１０の上段に示す例では、黒化膜ＢＫは、配線ＷＬの直上において、絶縁膜ＩＬの上に配置され、三角形の断面を有するように形成されている。つまり、図５に示したような凸部ＣＶは省略され、黒化膜ＢＫの断面は、中央部から周辺部に向かうにしたがって厚さが減少するように形成されている。
図１０の中段に示す例では、黒化膜ＢＫは、配線ＷＬの直上において、２つの凸部ＣＶに重畳するように形成されている。
図１０の下段に示す例では、黒化膜ＢＫは、配線ＷＬの直上において、複数の微小な凸部ＣＶに重畳するように形成されている。

図１１は、黒化膜ＢＫの断面形状の他の例を説明するための断面図である。
配線ＷＬと黒化膜ＢＫとの間には、複数の絶縁膜ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３と、導電層Ｍ１、Ｍ２とが介在している。絶縁膜ＩＬ３は、配線ＷＬ、導電層Ｍ１及びＭ２による段差の影響を受けて、配線ＷＬの直上において凸部ＣＶを形成する。黒化膜ＢＫは、絶縁膜１３の凸部ＣＶを覆うように重畳している。これにより、凸状の表面を有する黒化膜ＢＫが形成される。

図１０及び図１１に示したいくつかの黒化膜ＢＫの断面形状の例は、図９に示した共通電極ＣＥと黒化膜ＢＫとの位置関係の例に組み合わせることができ、さらに、図５に示した黒化膜ＢＫの断面形状に置換することができる。

図１２は、黒化膜ＢＫの断面形状の他の例を説明するための断面図である。なお、図１２では、黒化膜ＢＫと配線ＷＬとの間の構成を省略して図示している。配線ＷＬは、例えば上記の信号線や走査線である。図１２に示す例の黒化膜ＢＫは、その表面が凹状に形成されている。

図１２の上段に示す例では、黒化膜ＢＫは、配線ＷＬの直上において、絶縁膜ＩＬに形成された２つの凹部ＣＣに重畳するように形成されている。
図１２の下段に示す例では、黒化膜ＢＫは、配線ＷＬの直上において、複数の微小な凹部ＣＣに重畳するように形成されている。

図１２に示したいくつかの黒化膜ＢＫの断面形状の例は、図９に示した共通電極ＣＥと黒化膜ＢＫとの位置関係の例に組み合わせることができ、さらに、図６に示した黒化膜ＢＫの断面形状に置換することができる。

図１３は、傾斜面ＢＫＳの傾斜角θを説明するための図である。ここでは、表示パネル２を模式的に示している。また、黒化膜ＢＫに接する部材を含む表示パネル２全体の屈折率ｎが同等であるもの仮定する。傾斜面ＢＫＳのＸ－Ｙ平面に対する傾斜角をθとしたとき、外光が表示パネル２の正面から入射する場合の入射光Ｌｉと傾斜面ＢＫＳでの反射光Ｌｒとのなす角度は２θである。反射光Ｌｒが表示パネル２と空気との界面で全反射される際の入射角は２θである。
空気の屈折率を１としたときに表示パネル２全体の屈折率ｎが１．５である場合、反射光Ｌｒが表示パネル２の内部で全反射される条件は、θが約２１°以上である。つまり、傾斜面ＢＫＳの傾斜角θは、２１以上に設定されることが望ましい。
これにより、表示パネル２に入射した外光Ｌｉは、表示パネル２の内部に閉じ込められ、不所望な反射光となることが抑制される。

図１４は、スペーサＰＳ及び黒化膜ＢＫを含む表示パネル２の概略的な断面図である。
例えば、スペーサＰＳは、走査線Ｇ及び信号線Ｓの交差部の直上において、カラーフィルタＣＦＲとカラーフィルタＣＦＢとの間に位置し、柱状に形成されている。スペーサＰＳは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に液晶層ＬＣを保持するためのセルギャップを形成している。図示した例では、スペーサＰＳは、第１基板ＳＵＢ１に形成され、先端が第２基板ＳＵＢ２と接触している。他の例として、スペーサＰＳは、第２基板ＳＵＢ２に形成され、先端が第１基板ＳＵＢ１に接触するものであってもよい。

黒化膜ＢＫは、上記の通り傾斜面ＢＫＳを有するように形成されているが、スペーサＰＳと重畳する部分については、平坦化されている。これにより、セルギャップのばらつきが抑制される。

図１５は、図４に示した副画素を含む表示パネル２の他の構成例を示す概略的な断面図である。
図１５に示す例は、黒化膜ＢＫが第２基板ＳＵＢ２に設けられた点で上記の各例とは相違している。なお、黒化膜ＢＫが第２基板ＳＵＢ２に設けられた場合であっても、表示パネル２を平面視した際には、図４に示した例のように、黒化膜ＢＫは、走査線及び信号線に重畳する。また、ここでは、黒化膜ＢＫが凸部ＣＶに重畳する場合について説明するが、黒化膜ＢＫは凹部ＣＣに重畳していてもよい。

第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０、走査線Ｇ、信号線Ｓ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ、絶縁膜１１乃至１、及び５、配向膜１６を備えている。
第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０と、凸部ＣＶと、黒化膜ＢＫと、配向膜２１と、を備えている。なお、図示したＸ－Ｚ平面における断面視においては、凸部ＣＶの一部として第２凸部ＣＶｙを示し、また、黒化膜ＢＫの一部として第２部分ＢＫｙを示している。また、Ｙ－Ｚ平面における断面視においては、図８に示した例と同様の第１凸部ＣＶｘ及び第１部分ＢＫｘが第２基板ＳＵＢ２に設けられている。
第２凸部ＣＶｙは、主面２０Ａに形成され、信号線Ｓに重畳している。第２部分ＢＫｙは、信号線Ｓの直上に位置し、第２凸部ＣＶｙに重畳している。第２部分ＢＫｙの反射率は、信号線Ｓの反射率より小さい。配向膜２１は、黒化膜ＢＫを覆うとともに主面２０Ａを覆っている。
液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。

このような構成例であっても、上記の例と同様の効果が得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、外光の反射を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。

以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、上述の実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１…表示装置 ２…表示パネル ３…照明装置 ７…拡大光学系
ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＬＣ…液晶層 ＰＥ…画素電極
ＣＥ…共通電極 ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ…カラーフィルタ ＢＫ…黒化膜
ＣＶ…凸部 ＣＣ…凹部

Claims (17)

1. 第１基板と、前記第１基板に対向する第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、
   主面を有する絶縁基板と、
   スイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、
   前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、
   前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置された配線と、
   前記配線と前記液晶層との間に配置され、前記配線に重畳し且つ前記配線に沿って延出した凸部と、
   前記凸部に重畳する帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、
   を備える、表示装置。
2. 前記凸部及び前記黒化膜は、前記第１画素電極を囲んでいる、請求項１に記載の表示装置。
3. 第１基板と、前記第１基板に対向する第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、
   主面を有する絶縁基板と、
   スイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に電気的に接続された第１画素電極と、
   前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、
   前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置された配線と、
   前記配線と前記液晶層との間に配置され、前記配線に重畳し且つ前記配線に沿って延出した凹部と、
   前記凹部に重畳する帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、
   を備える、表示装置。
4. 前記凹部及び前記黒化膜は、前記第１画素電極を囲んでいる、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記黒化膜は、金属膜であり、
   前記黒化膜の反射率は、前記配線の反射率より小さい、請求項１または３に記載の表示装置。
6. 前記第１基板は、さらに、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向する共通電極を備え、
   前記黒化膜は、前記共通電極と電気的に接続されている、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記配線は、前記スイッチング素子に映像信号を供給する信号線であり、
   前記黒化膜の幅は、前記信号線の幅より大きい、請求項１または３に記載の表示装置。
8. 前記配線は、前記スイッチング素子に走査信号を供給する走査線であり、
   前記黒化膜の幅は、前記走査線の幅より小さい、請求項１または３に記載の表示装置。
9. 前記第１基板は、さらに、
   前記絶縁基板と前記第１画素電極との間に配置された第１カラーフィルタと、
   前記絶縁基板と前記第２画素電極との間に配置された第２カラーフィルタと、を備え、
   前記黒化膜は、前記第１カラーフィルタと前記第２カラーフィルタとの境界に重畳している、請求項１または３に記載の表示装置。
10. さらに、
    前記第１基板に対向する照明装置と、
    前記第２基板に対向する拡大光学系と、を備える、請求項１または３に記載の表示装置。
11. 表示パネルと、
    前記表示パネルを照明する照明装置と、
    前記表示パネルに対向する拡大光学系と、を備え、
    前記表示パネルは、
    主面を有する絶縁基板と、
    第１画素電極と、
    前記第１画素電極に隣接する第２画素電極と、
    平面視で、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置され、帯状に形成され、前記主面に対して傾斜した傾斜面を有する黒化膜と、
    を備える、表示装置。
12. 前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び、前記黒化膜を備える第１基板と、
    前記第１基板に対向する第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、を備える、請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記第１画素電極、及び、前記第２画素電極を備える第１基板と、
    前記第１基板に対向し、前記黒化膜を備える第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、を備える、請求項１１に記載の表示装置。
14. 前記第１基板は、さらに、
    前記絶縁基板と前記第１画素電極との間に配置された第１カラーフィルタと、
    前記絶縁基板と前記第２画素電極との間に配置された第２カラーフィルタと、を備え、
    前記黒化膜は、前記第１カラーフィルタと前記第２カラーフィルタとの境界に重畳している、請求項１２または１３に記載の表示装置。
15. さらに、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向する共通電極を備え、
    前記黒化膜は、前記共通電極と電気的に接続された金属膜である、請求項１１に記載の表示装置。
16. 前記黒化膜は、凸部に重畳している、請求項１１に記載の表示装置。
17. 前記黒化膜は、凹部に重畳している、請求項１１に記載の表示装置。

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