JP2011227191A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトからの光を有効利用することによって非自発光表示部の輝度を向上させた液晶表示装置を提供することである。
【解決手段】
液晶層を介して対向配置される一対の透明基板を備え、少なくとも、光を透過し得る透光領域と光を遮光する遮光領域を有する非自発光表示部と、非自発光表示部の裏面側からバックライト光を照射するバックライト部とを備える液晶表示装置であって、前記一対の透明基板の内で前記バックライト部側に配置される透明基板は、当該透明基板の液晶層側に積層され、前記透光領域に対応する開口領域が形成される金属薄膜からなる反射膜を備え、前記開口領域に入射される前記バックライト光を通過させると共に、前記反射膜が形成される領域に入射される前記バックライト光を前記バックライト部側に配置される透明基板に反射させる液晶表示装置である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、非自発光表示部の背面にバックライトユニットを備えた液晶表示装置に関する。

たとえば液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面にバックライトユニットを備えて構成されるのが通常である。

液晶表示パネルは、その表示領域における複数の画素が液晶の駆動によって光透過率が制御され、いわゆる非自発光表示パネルとして構成される。このため、液晶表示パネルにおける表示画像は、各画素を通して得られるバックライトからの光によって構成するようになっている。

ここで、液晶表示パネルは、複数の画素がマトリックス状に配置されて表示領域を構成するようになっており、それぞれの画素において、左右上下方向にそれぞれ隣接する他の画素との間に遮光が施されて構成されている。この理由は、主として、画素と画素との間に信号線が走行され、この信号線が目視されるのを回避するため、隣接画素間での混色を防止するため、また、信号線の近傍には画素選択用の薄膜トランジスタが具備され、この薄膜トランジスタへの光照射による特性劣化を防止するため等である。

バックライトユニットは、液晶表示パネルと対向して配置される導光板と、この導光板の側面に沿って配置された複数の発光ダイオードと、導光板の前記液晶表示パネル側の面と反対側の面に配置された反射シートとから構成されているものが知られている。このように構成されたバックライトは、発光ダイオードから光が導光板内に伝播され反射シート等に反射されて液晶表示パネル側の面から出射されることによって面光源として機能するようになっている。

特に、本願発明に関連する液晶表示パネルとして、特許文献１に記載の液晶表示素子がある。この特許文献１に記載の液晶表示素子では、液晶表示パネルを形成する一対の透明基板の内で、バックライトユニット側に配置される透明基板のバックライトユニット側の外側面に偏光板と共に遮蔽膜を設け、この遮光膜を高い反射率を有する材料で形成することによって、バックライト光の光利用効率を向上させる技術が開示されている。

特開平５-１５０２３１号公報

液晶表示パネルは、上述したように、表示領域における画素（画素領域）と画素（画素領域）との間に遮光領域が形成されている。この場合、表示領域に占める画素領域の面積比率を画素の開口率と称し、この画素の開口率の向上を図ることが望ましい。これにより、表示画像の輝度を向上させることができるからである。

しかしながら、近年の高解像度化によって、画素の開口率はたとえば５０％程度に留まっている状況となっている。このことは、液晶表示パネルの表示領域に照射される光のうち、画素領域を透過し得る半分の光が画像表示に寄与し、残り半分の光が遮光領域において吸収されることになり、バックライトからの光の約半分が利用されていないことになる。

一方、この問題を解決するためのなされた特許文献１に記載の技術では、液晶表示パネルのバックライト面側であり、かつ外側面に偏光板と共に遮蔽膜を設け、この遮光膜を高い反射率を有する材料で形成する構成となっているので、遮光膜の形成に際して非常に高い位置合わせ精度が要求される。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、バックライトからの光を有効利用することによって非自発光表示部の輝度を向上させた液晶表示装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、液晶層を介して対向配置される一対の透明基板を備え、少なくとも、光を透過し得る透光領域と光を遮光する遮光領域を有する非自発光表示部と、非自発光表示部の裏面側からバックライト光を照射するバックライト部とを備える液晶表示装置であって、前記一対の透明基板の内で前記バックライト部側に配置される透明基板は、当該透明基板の液晶層側に積層され、前記透光領域に対応する開口領域が形成される金属薄膜からなる反射膜を備え、前記開口領域に入射される前記バックライト光を通過させると共に、前記反射膜が形成される領域に入射される前記バックライト光を前記バックライト部側に配置される透明基板に反射させる液晶表示装置である。

本発明によれば、バックライト光の光利用効率を向上させることができるので、バックライトからの光を有効利用することができ、非自発光表示部の輝度を向上させることができる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素構成を説明するための上面図である。 図２に示すＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置における反射膜と開口部との位置関係を説明するための図である。 本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるバックライト装置を含む断面図である。 本発明の実施形態２の液晶表示装置の概略構成を説明するための図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。

〈実施形態１〉
〈全体構成〉
図１は本発明の実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明するための図であり、以下、図１に基づいて、実施形態１の液晶表示装置の全体構成を説明する。ただし、図中に示すＸ、Ｙは、それぞれＸ軸、Ｙ軸を示す。

図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置は、画素電極等が形成される第１基板ＳＵＢ１と、カラーフィルタやブラックマトリクスが形成され、第１基板ＳＵＢ１に対向して配置される第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とで挟持される図示しない液晶層とで構成される液晶表示パネルＰＮＬを有し、この液晶表示パネルＰＮＬの光源となる図示しないバックライトユニット（バックライト装置）とを組み合わせることにより、液晶表示装置が構成されている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との固定及び液晶の封止は、第２基板の周辺部に環状に塗布されたシール材ＳＬで固定され、液晶も封止される構成となっている。また、第２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１よりも小さな面積となっており、第１基板ＳＵＢ１の図中下側の辺部を露出させるようになっている。この第１基板ＳＵＢ１の辺部には、半導体チップで構成される駆動回路ＤＲが搭載されている。この駆動回路ＤＲは、後述の表示領域ＡＲにおける各画素を駆動する。なお、以下の説明では、液晶表示パネルＰＮＬの説明においても、液晶表示装置と記す。

また、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２としては、例えば周知のガラス基板が基材として用いられるのが一般的であるが、ガラス基板に限定されることはなく、石英ガラスやプラスチック（樹脂）のような他の絶縁性基板であってもよい。例えば、石英ガラスを用いれば、プロセス温度を高くできるため、後述する薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜を緻密化できるので、信頼性を向上することができる。一方、プラスチック（樹脂）基板を用いる場合には、軽量で、耐衝撃性に優れた液晶表示装置を提供できる。

また、実施形態１の液晶表示装置では、液晶が封入された領域の内で表示画素（以下、画素と略記する）の形成される領域が表示領域ＡＲとなる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域ＡＲとはならない。

実施形態１の液晶表示装置では第１基板ＳＵＢ１の液晶側の面であって表示領域ＡＲ内には、図１中Ｘ方向に延在しＹ方向に並設される走査線（ゲート線）ＧＬが形成されている。また、図１中Ｙ方向に延在しＸ方向に並設される映像信号線（ドレイン線）ＤＬが形成されている。ドレイン線ＤＬとゲート線ＧＬとで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は表示領域ＡＲ内においてマトリックス状に配置されている。各画素は、例えば図１中丸印Ａの拡大図Ａ’に示すように、ゲート線ＧＬからの走査信号によってオン／オフ駆動される薄膜トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介してドレイン線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸと、コモン線ＣＬに接続され映像信号の電位に対して基準となる電位を有する共通信号が供給される共通電極ＣＴとを備えている。

画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間には、第１基板ＳＵＢ１の主面に平行な成分を有する電界が生じ、この電界によって液晶の分子を駆動させるようになっている。このような液晶表示装置は、いわゆる広視野角表示ができるものとして知られ、液晶への電界の印加の特異性から、ＩＰＳ方式（ＩＰＳ−Ｐｒｏ方式を含む）あるいは横電界方式と称される。また、このような構成の液晶表示装置において、液晶に電界が印加されていない場合に光透過率を最小（黒表示）とし、電界を印加することにより光透過率を向上させていくノーマリブラック表示形態で表示を行うようになっている。

各ドレイン線ＤＬ及び各ゲート線ＧＬはその端部においてシール材ＳＬを越えてそれぞれ延在され、駆動回路ＤＲに接続される。ただし、実施形態１の液晶表示装置では、駆動回路ＤＲを半導体チップで形成し第１基板ＳＵＢ１に搭載する構成としているが、映像信号を出力する映像信号駆動回路と走査信号を出力する走査信号駆動回路との何れか一方又はその両方の駆動回路をフレキシブルプリント基板ＦＰＣにテープキャリア方式やＣＯＦ（Chip On Film）方式で搭載し、第１基板ＳＵＢ１に接続させる構成であってもよい。

なお、拡大図Ａ’に示す共通電極ＣＴの構成では、画素毎に独立して形成される共通電極ＣＴにコモン線ＣＬを介して共通信号を入力する構成としたが、これに限定されることはなく、Ｘ方向に隣接配置される画素の共通電極ＣＴが直接に接続されるように共通電極ＣＴを形成し、Ｘ方向の左右（第１基板ＳＵＢ１の端部）の一端から、又は両側からコモン線ＣＬを介して共通信号を入力する構成でもよい。

〈画素の構成〉
図２は本発明の実施形態１の液晶表示装置における画素構成を説明するための上面図であり、図３は図２に示すＢ−Ｂ線における断面図である。以下、図２及び図３に基づいて、実施形態１の液晶表示装置における画素構造を説明する。ただし、説明を簡単にするために、図２には第１基板のみを示し、周知の配向膜は省略する。また、反射膜ＲＬの形成を含む薄膜の形成は公知のフォトリソグラフィ技術により可能となるので、その形成方法の詳細な説明は省略する。

図２に示すように、実施形態１の液晶表示装置では、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるゲート線ＧＬと、Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるドレイン線ＤＬとで囲まれる領域が画素の領域となっている。このような構成とすることにより、実施形態１の液晶表示装置では、画素をマトリクス状に形成する構成となっている。また、実施形態１の液晶表示装置では、第１基板ＳＵＢ１の液晶側の面（対向面）には、例えば、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）の透明導電材料からなる平面状の共通電極ＣＴが形成されている。この共通電極ＣＴは、第１基板ＳＵＢ１の辺部においてコモン線ＣＬに重畳されて形成され、これによりコモン線ＣＬと電気的に接続されて形成されている。なお、実施形態１では、ゲート線ＧＬ及びドレイン線ＤＬは金属薄膜で形成される。

また、図３に示すように、第１基板ＳＵＢ１の表面には、例えばＡｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）等、さらにはＡｇ又はＡｌを含む合金等の金属薄膜からなる反射膜ＲＬが形成されている。このとき、画素電極ＰＸが形成される領域には、金属薄膜の形成されない領域すなわち反射膜ＲＬの形成されない領域である開口部（開口領域）ＡＰが配置される構成となっている。すなわち、実施形態１では画像の表示に係わる領域を除く全ての領域を反射膜ＲＬの形成領域としており、特に反射膜ＲＬの最外縁部が第１基板ＳＵＢ１にバックライト光が入射される領域以上としている。このような構成とすることにより、バックライトユニットからのバックライト光の光利用効率を向上させる構成としているが、第１基板ＳＵＢ１の全面又は表示領域ＡＲであってもよい。なお、反射膜ＲＬを形成する金属薄膜材料は、後述する半導体層ＡＳの形成する半導体材料に応じて適宜選択する構成であってもよい。

この反射膜ＲＬの上層には、薄膜トランジスタＴＦＴを保護するための下地膜ＩＮが反射膜ＲＬ及び開口部ＡＰを被うようにして形成され、該下地膜ＩＮの上層にゲート線ＧＬやコモン線ＣＬが形成されている。これらの上層には、ゲート線ＧＬやコモン線ＣＬ等を被うようにして絶縁膜ＧＩが形成されている。この絶縁膜ＧＩは、薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域において該薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するものであり、それに応じて膜厚等が設定されるようになっている。

絶縁膜ＧＩの上面であって、ゲート線ＧＬの一部と重畳する個所において、例えばアモルファスシリコンからなる半導体層ＡＳが形成されている。この半導体層ＡＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層である。また、この半導体層ＡＳの形成時において、例えば、ドレイン信号線ＤＬの下層、接続部ＪＣの下層、及びソース電極ＳＴの延在部分（パッド部ＰＤを含む）の下層に、アモルファスシリコン層ＡＳ’を形成し、段差が少なく構成できるようにしている。なお、半導体層ＡＳはアモルファスシリコンに限定されることはなく、低温ポリシリコンや微結晶シリコンであってもよい。

そして、図中Ｙ方向に伸張されるドレイン線ＤＬの一部において、薄膜トランジスタＴＦＴ側に延在する延在部（接続部）ＪＣを有し、この延在部ＪＣは半導体層ＡＳ上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＤＴに接続される。また、ドレイン線ＤＬは、絶縁膜ＧＩ及びアモルファスシリコン層ＡＳ’を介してゲート線ＧＬと交差する構成となっている。

また、ドレイン線ＤＬ及びドレイン電極ＤＴの形成の際に同時に形成されるソース電極ＳＴが、半導体層ＡＳ上にてドレイン電極ＤＴと対向し、かつ、半導体層ＡＳ上から画素領域側に若干延在された延在部を有して形成されている。この延在部は画素電極ＰＸと接続されるパッド部ＰＤに至るようにして構成されている。このとき、図２に示すように、ドレイン電極ＤＴは、ソース電極ＳＴの先端部を囲むようにして形成された例えばＵ字状のパターンとして形成されている。これにより、薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル幅を大きく構成している。

なお、薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート線ＧＬをゲート電極としたいわゆる逆スタガ構造のＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造のトランジスタが構成されることになる。また、ＭＩＳ構造のトランジスタは、そのバイアスの印加によってドレイン電極ＤＴとソース電極ＳＴが入れ替わるように駆動するが、本明細書中においては、便宜上、ドレイン線ＤＬと接続される側をドレイン電極ＤＴ、画素電極ＰＸと接続される側をソース電極ＳＴと称する。

第１基板ＳＵＢ１の表面すなわちドレイン線ＤＬ及びソース線ＳＬの上層には、薄膜トランジスタＴＦＴを被う絶縁膜からなる保護膜ＰＡＳが形成されている。この保護膜ＰＡＳは、薄膜トランジスタＴＦＴと液晶との直接の接触を回避させると共に、薄膜トランジスタＴＦＴの形成に伴う第１基板ＳＵＢ１表面を平坦化させるために設けられるようになっている。従って、後述するように、保護膜ＰＡＳは第１基板ＳＵＢ１の液晶側の面の全面すなわち辺縁部に至る領域にまで延在して形成されている。この保護膜ＰＡＳの上層に平面状の共通電極ＣＴが形成されて、その上層に容量素子の誘電体膜として機能する容量絶縁膜ＣＩが形成され、該容量絶縁膜ＣＩを介してその上層に画素電極ＰＸが形成されている。このとき、容量絶縁膜ＣＩ及び保護膜ＰＡＳには、パッド部ＰＤに至るコンタクトホールＣＨが形成され、該コンタクトホールＣＨを介して画素電極ＰＸと薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴとが電気的に接続される。

実施形態１の画素電極ＰＸは、例えばＩＴＯ等からなる透明導電膜を画素の領域内に面状に形成した後に、バックライト光の通過領域である開口部ＡＰに対応する部分にＹ方向と交差する複数のスリットＳＬＴが形成され、この構成により開口部ＡＰ内において共通電極ＣＴと重畳する線状（櫛歯状）の電極を形成している。また、実施形態１では、１つの画素の領域内において、薄膜トランジスタＴＦＴに近い領域と遠い領域との２つの領域を設け、２つの領域でスリットＳＬＴの形成角度（Ｙ方向に対する傾斜角度）が異なる角度となるように形成することにより、開口部ＡＰ内における線状電極部分の傾斜角度を異なる角度としている。このような構成とすることにより、スリットＳＬＴが形成される領域における透過率を向上させると共に、視角依存性を緩和させている。なお、実施形態１の画素電極ＰＸはスリットＳＬＴの端部が開口されない構成としたが、これに限定されることはなく、その一端又は両端が開口される構成であってもよい。

また、第１基板ＳＵＢ１に液晶ＬＣを介して対向配置される第２基板ＳＵＢ２の液晶面側には、カラー表示用の画素を構成するためのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタＣＦが形成されると共に、各カラーフィルタＣＦとの境界部分に遮光膜となるブラックマトリクスＢＭが形成されている。このカラーフィルタＣＦ及びブラックマトリクスＢＭの上層すなわち液晶側面には保護膜となるオーバーコート層ＯＣが形成され、その上層すなわち液晶側面に図示しない配向膜が形成される。

〈反射膜の構成〉
次に、図４に本発明の実施形態１の液晶表示装置における反射膜と開口部との位置関係を説明するための図、図５に本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるバックライトユニットを含む断面図を示し、以下、図４及び図５に基づいて、実施形態１の液晶表示装置の詳細構成を説明する。

図４に示すように、実施形態１の液晶表示装置における第１基板ＳＵＢ１の表面は、この表面に形成される金属薄膜に対して、開口部ＡＰがマトリクス状に形成され、隣接する開口部ＡＰの間に反射膜ＲＬが形成されている。この開口部ＡＰは、画素電極ＰＸが形成される領域に重畳して形成されており、各画素領域に対応する開口部ＡＰとなっている。特に、実施形態１では、画素電極ＰＸを形成するＩＴＯ膜の内、線状の電極が共通電極ＣＴに重畳する領域（スリットＳＬＴが形成される領域）と開口部ＡＰとが一致するように、金属薄膜に開口部ＡＰを形成することにより、画像表示に寄与しない領域を反射膜ＲＬの形成領域としている。このとき、実施形態１では、反射膜ＲＬとなる金属薄膜を少なくとも表示領域ＡＲを被う領域に形成することによって、表示領域ＡＲに照射されるバックライト光を反射し、バックライトユニットに戻すことが可能となる。ただし、この場合には表示領域ＡＲを超えた外側の領域に照射されるバックライト光は反射されない構成となってしまうので、例えば、第１基板ＳＵＢ１の表面全域やバックライト光の照射範囲を反射層ＲＬの形成領域とすることにより、画像表示に係わらないバックライト光をバックライトユニットに効率的に戻すことができる。

このように実施形態１の液晶表示装置では、まず第１基板ＳＵＢ１の液晶側の表面を被う金属薄膜を形成し、次に該金属薄膜にマトリクス状に配列される開口部ＡＰを形成する構成としている。このような手順で反射膜ＲＬを形成することにより、表示領域ＡＲ内において、ドレイン線ＤＬやゲート線ＧＬ等の配線が形成される領域と薄膜トランジスタＴＦＴが形成される領域とに反射膜ＲＬを形成している。

次に、図５に基づいて、実施形態１の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルとバックライトユニットについて説明する。ただし、以下の説明では、バックライトユニットの辺縁部に発光ダイオード光源（ＬＥＤ光源）ＬＥＤを配置したサイドライト方式（エッジライト方式）のバックライトユニットを用いた場合について説明するが、直下型方式のバックライトユニットを用いた場合であってもよい。また、バックライト光源はＬＥＤ光源に限定されることはなく、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等であってもよい。また、前述する画素の項で説明した下地膜ＩＮ１及び該下地膜ＩＮ１よりも上層に形成されるゲート線ＧＬ（ゲート電極ＧＴを含む）、絶縁膜ＧＩ、半導体層ＡＳ、アモルファスシリコン膜ＡＳ’、ドレイン線ＤＬ（ドレイン電極ＤＴや接続部ＪＣを含む）、ソース電極ＳＴ、保護膜ＰＡＳ、容量絶縁膜ＣＩ、及び図示しない配向膜等は液晶駆動層ＬＤとして略記する。また、画素電極ＰＸ及び液晶ＬＣは省略する。さらには、第２基板ＳＵＢ２に形成されるカラーフィルタＣＦ及びオーバーコート層ＯＣ等も省略する。

図５に示すように、実施形態１の液晶表示パネルＰＮＬは液晶を介して対向配置される第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とで構成されており、バックライトユニットＢＬＵ側に第１基板ＳＵＢ１が配置され、表示面側すなわち観察者側に第２基板ＳＵＢ２が配置される構成となっている。このとき、第１基板ＳＵＢ１のバックライトユニット側の表面には下偏光板ＰＬ１が配置され、第２基板ＳＵＢ２の表示面側の表面には上偏光板ＰＬ２が配置されている。また、前述するように、実施形態１の液晶表示パネルＰＮＬでは、第１基板ＳＵＢ１の液晶側面には反射膜ＲＬが形成され、その反射膜ＲＬの上層に液晶駆動層ＬＤが形成されている。

一方、バックライトユニットＢＬＵは、平板状に形成される導光板ＬＧＰの側壁面に沿って、点光源である発光ダイオードが複数並設されるＬＥＤ光源ＬＥＤを光源とする構成となっている。ＬＥＤ光源ＬＥＤから出射された光は導光板ＬＧＰで面状の均一なバックライト光に変換され、図５中の上方すなわち液晶表示パネルＰＮＬ側に照射される。このとき導光板ＬＧＰの照射面側には、導光板ＬＰＧから出射されるバックライト光を拡散させる拡散シート、及びバックライト光のＰ波をより多く出射させると共にＳ波をＰ波に変換して出射させる機能を有する反射型偏光フィルムを含む複数枚の周知の光学シートＬＳＨが配置される構成となっている。また、導光板ＬＧＰの裏面側には反射シートＲＳが配置され、バックライト光の照射方向と異なる方向に出射された光を再び導光板ＬＧＰに戻し、バックライト光として利用する構成となっている。

このような構成からなる実施形態１の液晶表示装置においては、ＬＥＤ光源ＬＥＤから出射され導光板ＬＧＰに入射した光の内で、図５の矢印Ｌ１で示す光は、導光板ＬＧＰ内で反射され、液晶表示パネルＰＮＬが配置される側の面（液晶表示パネルＰＮＬと対向する面）から出射される。導光板ＬＧＰから出射された矢印Ｌ１のバックライト光は、光学シートＬＳＨを通過した後に、バックライトユニットＢＬＵと対向する側である液晶表示パネルＰＮＬの裏面側に形成される下偏光板ＰＬ１に入射される。このとき、実施形態１のバックライトユニットＢＬＵでは、光学シートＬＳＨとして図示しない反射型偏光フィルムを備える構成となっているので、該光学シートＬＳＨを通過したバックライト光はＳ波成分よりもＰ波成分の方が多いバックライト光として下偏光板ＰＬ１に入射される。下偏光板ＰＬ１に入射した矢印Ｌ１で示すバックライト光は、下偏光板ＰＬ１で偏光され、反射膜ＲＬを形成する金属薄膜に形成される開口部ＡＰを通過した後に、液晶層で偏光状態が変化され、上偏光板ＰＬ２で所定の偏光成分の光のみが通過され、画像を形成する光（表示光）として液晶表示パネルＰＮＬの表示面から出射され、画像表示がなされる。

一方、ＬＥＤ光源ＬＥＤから出射され導光板ＬＧＰに入射した光の内で、図５の矢印Ｌ２で示す光は、導光板ＬＧＰ内で反射され、液晶表示パネルＰＮＬが配置される側の面から出射された後、光学シートＬＳＨを通過して液晶表示パネルＰＮＬの裏面側に形成される下偏光板ＰＬ１に入射される。このときのバックライト光も矢印Ｌ１で示すバックライト光と同様に、Ｓ波成分よりもＰ波成分の方が多いバックライト光として下偏光板ＰＬ１に入射される。下偏光板ＰＬ１に入射した矢印Ｌ２で示すバックライト光は、下偏光板ＰＬ１で偏光された後に、金属薄膜で形成される反射膜ＲＬに入射されることとなる。ここで、反射膜ＲＬはＡｌ、Ａｇ等の金属薄膜で形成されているので、第１基板ＳＵＢ１と反射膜ＲＬと界面すなわち反射膜ＲＬの第１基板ＳＵＢ１の表面では非常に高い光の反射率となる。その結果、第１基板ＳＵＢ１の側すなわち下偏光板ＰＬ１から反射膜ＲＬに入力されたバックライト光は、点線で示す矢印Ｌ３で示すように、反射膜ＲＬで反射された後に、導光板ＬＧＰに入射される。ここで、実施形態１では、光学シートＬＳＨとして反射型偏光フィルムを用い、Ｐ波成分の多いバックライト光を液晶表示パネルＰＮＬに照射している。従って、反射膜ＲＬで反射されるバックライト光が導光板ＬＧＰに入射する際にも下偏光板ＰＬ１を通過することとなるが、この際もＰ波成分の多い光（反射光）となるので、下偏光板ＰＬ１での減衰を抑えることが可能となり、光利用効率の低下を抑えることができる。

この後に、導光板ＬＧＰに入射された反射光Ｌ３は反射シートＲＳでの反射、及び／又は導光板ＬＧＰ内での反射を繰り返し、再度、導光板ＬＧＰの照射面から出射され、光学シートＬＳＨでＳ波成分よりもＰ波成分の多いバックライト光として液晶表示パネルＰＮＬに照射される。ここで、矢印Ｌ４で示すように、反射膜ＲＬを形成する金属薄膜に形成される開口部ＡＰを通過した後に、液晶層で偏光状態が変化され、上偏光板ＰＬ２で所定の偏光成分の光のみが通過され、画像を形成する光として液晶表示パネルＰＮＬの表示面から出射され、画像表示がなされる。このとき、再度、反射膜ＲＬに入射した場合には、再度、前述するように（矢印Ｌ３で示す）、下偏光板ＰＬ１及び光学シートＬＳＨを通過した後に、導光板ＬＧＰに入射される。以上に説明した反射膜ＲＬでの反射と開口部ＡＰでの通過とにより、バックライトからの光を有効利用することができるので、バックライト光の光利用効率を向上させることができ、その結果、非自発光表示部の輝度が向上する。

なお、実施形態１の液晶表示装置では、第２基板ＳＵＢ２の液晶面側にカラーフィルタＣＦと共にブラックマトリクスＢＭを形成する構成としたが、隣接する異なる色のカラーフィルタＣＦとの境界部分にはバックライト光が直接照射されない構成となっているので、ブラックマトリクスＢＭを設けない構成であってもよい。

〈実施形態２〉
図６は本発明の実施形態２の液晶表示装置の概略構成を説明するための図であり、以下、図６に基づいて実施形態２の液晶表示装置について説明する。ただし、実施形態２の液晶表示装置は下偏光板及びワイヤグリッド偏光板を除く他の構成は実施形態１の液晶表示装置と同様の構成となる。従って、以下の説明では、ワイヤグリッド偏光板の構成について詳細に説明する。また、以下の説明では、第２基板ＳＵＢ２に形成される異なる色のカラーフィルタＣＦの境界部分にブラックマトリクスを設けない構成としている。ただし、実施形態１と同様にブラックマトリクスを形成した構成であってもよい。

図６に示すように、実施形態１の液晶表示装置では、ＡｇやＡｌ等、さらにはＡｇ又はＡｌを含む合金からなる金属薄膜で反射膜ＲＬが形成される構成となっている。このとき前述する反射膜ＲＬ、この金属薄膜の開口部部分に相当する領域にワイヤグリッド偏光板ＷＰＬが配置される構成となっている。すなわち、実施形態２の液晶表示装置では、第１基板ＳＵＢ１の表面に形成される金属薄膜に対して、ワイヤグリッド偏光板ＷＰＬがマトリクス状に形成され、隣接するワイヤグリッド偏光板ＷＰＬの間に反射膜ＲＬが形成される構成となっている。ここで、このワイヤグリッド偏光板ＷＰＬはＰ波成分を透過しＳ波成分を反射または吸収するための機能を備えるため、Ｐ波成分をＳ波成分よりも多くするための反射型偏光フィルムを光学シートＬＳＨに用いることが不要となり、光学シートの使用数を低減させることが可能となる。なお、ワイヤグリッド偏光板ＷＰＬの代わりに、この領域に通常の偏光板を形成してもよい。また、その際に光学シートＬＳＨに反射型偏光フィルム等を用いる構成としてもよい。

その結果、実施形態２の液晶表示パネルＰＮＬのバックライト側面である図６中の下側方向から図示しない光学シートを通過したバックライト光が矢印５で示すように入射した場合には、このバックライト光は反射膜ＲＬで反射され、光学シートを通過した後に、導光板に戻され、実施形態１と同様に、再度バックライト光として出射される。

一方、矢印Ｌ６で示すように、バックライト光が入射した場合には、ワイヤグリッド偏光板ＷＰＬで偏光された後に、液晶層で偏光状態が変化され、上偏光板ＰＬ２で所定の偏光成分の光のみが通過され、画像を形成する光（表示光）として液晶表示パネルＰＮＬの表示面から出射され、画像表示がなされる。

このように、実施形態２の液晶表示装置では、反射膜ＲＬを設けない領域にワイヤグリッド偏光板ＷＰＬを形成する構成としているので、前述する実施形態１の効果に加えて、液晶表示パネルＰＮＬのバックライトユニット側の面に偏光板を配置することが不要となるので、液晶表示装置をさらに薄く構成できるという格別の効果を得ることが可能となる。さらには、下偏光板を設けない構成となっているので、バックライトユニットＢＬＵから照射され反射膜ＲＬで反射されたバックライト光を、直接バックライトユニットＢＬＵに戻すことが可能となるので、反射光の損失をさらに低減させることが可能となる。その結果、バックライト光の光利用効率をさらに向上させることができるという格別の効果を得ることも可能となる。

なお、実施形態１、２の液晶表示装置では、反射膜ＲＬをＡｇやＡＬ等、さらにはＡｇ又はＡｌを含む合金等としたがこれに限定されることはなく、同等程度の反射率を有する反射膜ＲＬが形成できる他の金属等からなる薄膜であってもよい。

また、実施形態１、２の液晶表示装置では、画素の形成領域を除く領域にはバックライト光が直接入射されない構成となるので、バックライト光が薄膜トランジスタＴＦＴに入射されることに伴うリーク電流を大幅に低減できるという格別の効果を得ることができる。

また、実施形態１、２の液晶表示装置では、光学シートに反射型偏光フィルムを用いる構成としたが、反射型偏光フィルムを用いない構成であってもよい。

また、実施形態１、２の液晶表示装置では、開口部ＡＰ及びワイヤグリッド偏光板ＷＰＬの形状を画素の形状に合わせて矩形状としたが、これに限定されることはなく、画素電極と薄膜トランジスタＴＦＴとを接続するパッド部ＰＤの形状及び画素電極ＰＸの形状等に応じて適宜変更してもよい。

さらには、実施形態１、２の液晶表示装置では、第１基板ＳＵＢ１の表面に直接に反射膜ＲＬを形成する構成としたが、これに限定されることはなく、第１基板ＳＵＢ１と反射膜ＲＬとの間に酸化シリコン（ＳｉＯ）系や窒化シリコン（ＳｉＮ）系の下地膜を設ける構成であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

ＳＵＢ１……第１基板、ＳＵＢ２……第２基板、ＧＴ……ゲート電極、ＧＬ……ゲート線
ＧＩ……絶縁膜、ＡＳ……半導体層、ＡＳ’……アモルファスシリコン膜
ＤＬ……ドレイン線、ＤＴ……ドレイン電極、ＪＣ……接続部、ＳＴ……ソース電極ＳＴ
ＰＡＳ……保護膜、ＣＩ……容量絶縁膜、ＬＤ……液晶駆動層、ＤＲ……駆動回路
ＰＮＬ……液晶表示パネル、ＦＰＣ……フレキシブルプリント基板、ＳＬ……シール材
ＡＲ……表示領域、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＸ……画素電極、ＣＴ……共通電極
ＣＬ……コモン線、ＣＨ……コンタクトホール、ＰＤ……パッド部、ＡＰ……開口部
ＳＬＴ……スリット、ＢＭ……ブラックマトリクス、ＣＦ……カラーフィルタ
ＯＣ……オーバーコート層。ＬＣ……液晶、ＲＬ……反射膜、ＬＧＰ……導光板
ＲＳ……反射シート、ＢＬＵ……バックライトユニット、ＬＥＤ……ＬＥＤ光源
ＰＬ１……下偏光板、ＰＬ２……上偏光板、ＷＰＬ……ワイヤグリッド偏光板

Claims (8)

1. 液晶層を介して対向配置される一対の透明基板を備え、少なくとも、光を透過し得る透光領域と光を遮光する遮光領域を有する非自発光表示部と、非自発光表示部の裏面側からバックライト光を照射するバックライト部とを備える液晶表示装置であって、
   前記一対の透明基板の内で前記バックライト部側に配置される透明基板は、当該透明基板の液晶層側に積層され、前記透光領域に対応する開口領域が形成される金属薄膜からなる反射膜を備え、
   前記開口領域に入射される前記バックライト光を通過させると共に、前記反射膜が形成される領域に入射される前記バックライト光を前記バックライト部側に配置される透明基板に反射させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記透明基板と前記反射膜との間に、酸化シリコン系又は／及び窒化シリコン系の保護膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記反射膜は所定電位に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記バックライト部側に配置される透明基板は、前記透過領域にバックライト光のＳ波成分を反射または吸収しＰ波成分を透過する偏光機能を有することを特徴とする請求項１乃至３の内の何れかに記載の液晶表示装置。
5. 前記偏光板の形成領域と前記反射膜の形成領域とが交互に隣接して形成されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記偏光板は、非透過性の薄膜材料を所定厚さで形成した複数の柱状体を備え、前記柱状体がインプリント印刷により所定の間隔で形成されたものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶表示装置。
7. 前記反射膜は、前記バックライト部側に配置される透明基板の液晶層側の表面に直接形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の内の何れかに記載の液晶表示装置。
8. 前記一対の透明基板は、複数のドレイン線と、前記ドレイン線に交差する複数のゲート線とを有し、前記ドレイン線と前記ゲート線とに囲まれる領域を画素の領域とする第１基板と、前記画素の領域に対応した赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタが形成される第２基板とからなり、前記第１基板が前記バックライト装置の側に配置されることを特徴とする請求項１乃至７の内の何れかに記載の液晶表示装置。

Images